Visas debesis ir piepildītas ar izkliedētu, augstas enerģijas mirdzumu: kosmiskā rentgena fona. Pēdējos gados astronomi varēja parādīt, ka šo starojumu gandrīz pilnībā var saistīt ar atsevišķiem objektiem. Līdzīgi Galileo Galilei 17. gadsimta sākumā Piena ceļa gaismu izšķīra par atsevišķām zvaigznēm. Rentgena fona izcelsme ir simtiem miljonu supermasīvu melno caurumu, kas barojas no matērijām tālu galaktiku sistēmu centros. Tā kā melnie caurumi uzkrāj masu, mēs tos novērojam rentgena fona apstākļos to augšanas fāzē. Mūsdienu Visumā praktiski visu blakus esošo galaktiku centros ir atrodami masīvi melni caurumi.
Kad matērija metas melna cauruma bezdibenī, tā gandrīz apdziest gaismas ātrumu ar apkārtējo kosmisko spiedienu un tiek uzkarsēta tik spēcīgi, ka pirms tās izstaro savu “pēdējo palīdzības saucienu” augstas enerģijas starojuma veidā. pazūd uz visiem laikiem. Tāpēc domājams, ka neredzamās melnās caurumi ir vieni no visspilgtākajiem objektiem Visumā, ja tie ir labi padoti tā saukto aktīvo galaktiku centros. Vielas ķīmiskie cal elementi izstaro raksturīga viļņa garuma rentgenstarus, un tāpēc tos var identificēt pēc to spektra pirkstu nospieduma. Dzelzs atomi ir īpaši noderīgs diagnostikas rīks, jo šis metāls ir visbagātākais kosmosā un visintensīvāk izstaro augstā temperatūrā.
Līdzīgi radaru slazdiem, ar kuriem policija identificē ātruma pārsniegšanas automašīnas, melno caurumu riņķojošo dzelzs atomu relativistiskos ātrumus var izmērīt, mainot to gaismas viļņa garumu. Izmantojot efektu kombināciju, kuru paredz Einšteina īpašā un vispārējā relativitātes teorija, tomēr raksturīgi paplašināts, asimetrisks līnijas profils, t.i., melno caurumu rentgena gaismā ir sagaidāms, ka ir nosmērēts pirkstu nospiedums. Īpašie relativitātes postulāti liecina, ka kustīgie pulksteņi darbojas lēni, un vispārējā relativitāte prognozē, ka lielu masu tuvumā pulksteņi darbojas lēni. Abi efekti noved pie dzelzs atomu izstarotās gaismas nobīdes elektromagnētiskā spektra garākajā viļņa garumā. Tomēr, ja mēs vērojam jautājumu, kas riņķo tā sauktajā “akrācijas diskā” (1. att.) No malas, gaisma no atomiem, kas sacenšas pret mums, šķiet nobīdīta uz īsākiem viļņu garumiem un daudz spilgtāka nekā tā, kas attālina mūs. Šie relativitātes efekti ir stiprāki, jo tuvāk matērija sasniedz melno caurumu. Izliektā kosmosa laika dēļ tie ir visspēcīgākie ātri rotējošos melnajos caurumos. Iepriekšējos gados dažās tuvējās galaktikās bija iespējams veikt relativistisko dzelzs līniju mērījumus - pirmo reizi 1995. gadā ar Japānas ASCA satelītu.
Tagad pētnieki ap Genernu Hasingeru no Maks Planka ārpuszemes fizikas institūta kopā ar Xavier Barcons grupu Spānijas Instituto de Fica Sica de Cantabria Santanderā un Andy Fabian Astronomijas institūta Kembridžā, Lielbritānijā ir atklājuši dzelzs atomu relativistiski nosmērēto pirkstu nospiedumus vidējā rentgenstaru gaismā aptuveni 100 rentgena fona tālu melnu caurumu (2. att.). Astrofiziķi izmantoja Eiropas Kosmosa aģentūras ESA rentgenstaru observatoriju XMM-Newton. Viņi vairāk nekā 500 stundas norādīja instrumentu uz lauku Big Dipper zvaigznājā un atklāja vairākus simtus vāju rentgena avotu.
Sakarā ar Visuma izplešanos galaktikas attālinās no mums, palielinoties ātrumam, palielinoties attālumam, un tādējādi visas to spektrālās līnijas parādās dažādos viļņu garumos; astronomiem vispirms bija jālabo visu objektu rentgenstaru apgaismojums Piena ceļa atpūtas rāmī. Nepieciešamie attāluma mērījumi vairāk nekā 100 objektiem tika iegūti ar Amerikas Keka teleskopu. Pēc tam, kad bija pievienots visu objektu apgaismojums, pētnieki bija ļoti pārsteigti par negaidīti lielo signālu un raksturīgi paplašināto dzelzs līnijas formu.
No signāla stipruma viņi izsecināja dzelzs atomu daļu akrētajā vielā. Pārsteidzoši, ka dzelzs ķīmiskais pārpalikums šo samērā jauno Melno caurumu “uzturā” ir apmēram trīs reizes lielāks nekā mūsu Saules sistēmā, kas tika izveidota ievērojami vēlāk. Tāpēc galaktiku centriem agrīnajā Visumā bija jābūt īpaši efektīvai dzelzs iegūšanas metodei, iespējams, tāpēc, ka vardarbīgas zvaigžņu veidošanās aktivitātes diezgan ātri “izaudzē” ķīmiskos elementus aktīvajās galaktikās. Līnijas platums norādīja, ka dzelzs atomiem jābūt izstarotiem diezgan tuvu melnajam caurumam, atbilstoši strauji griešanās melnajiem caurumiem. Šo secinājumu netieši atrada arī citas grupas, kuras salīdzināja rentgenstaru fona enerģiju ar kopējo “pasīvās” Melno caurumu masu tuvējās galaktikās.
Oriģinālais avots: Max Planck Society jaunumu izlaidums
Vai vēlaties atjaunināt datora darbvirsmas fonu? Šeit ir daži melna fona attēli.
