Zinātnieki ir sasnieguši lemtas matūras paketes ceļojumu, kad tā četras reizes riņķoja pa melno caurumu, vispirms novērojot. Viņu tehnika nodrošina jaunu metodi melnā cauruma masas noteikšanai; un tas varētu ļaut pārbaudīt Einšteina smaguma teoriju līdz dažām domām, kuras iespējams.
Dr Kazushi Iwasawa vadītā komanda Astronomijas institūtā (IoA) Kembridžā, Anglijā, dienas laikā sekoja karstās gāzes takai, kad tā saputoja ap supermasīvo melno caurumu aptuveni tajā pašā attālumā, ko Zeme riņķo apkārt. Saule. Atveseļojās ar melnā cauruma ārkārtējo gravitāciju, tomēr orbīta ilga aptuveni ceturtdaļu dienas, nevis gadu.
Zinātnieki varēja aprēķināt melnā cauruma masu, pievienojot gaismas enerģijas mērījumus, tā attālumu no melnā cauruma un laiku, kas nepieciešams melnā cauruma orbītā - Einšteina vispārējās relativitātes un vecā labā laulība modē Kepleri fizika.
Iwasawa un viņa kolēģis IoA, Dr. Džovanni Miniutti, šodien iepazīstina ar šo rezultātu Ņūorleānā notiekošās tīmekļa preses konferences laikā Amerikas Astronomijas biedrības Augstās enerģijas astrofizikas nodaļas sanāksmē. Dr Andrew Fabian no IoA pievienojas viņiem rakstā, kas parādās gaidāmajā Karaliskās astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumu numurā. Dati ir no Eiropas Kosmosa aģentūras XMM-Newton observatorijas.
Komanda pētīja galaktiku ar nosaukumu NGC 3516, kas atrodas aptuveni 100 miljonu gaismas gadu attālumā Ursa Major zvaigznājā un atrodas Lielā Dippera (vai arkla) vietā. Tiek uzskatīts, ka šīs galaktikas kodolā atrodas supermasīvs melnais caurums. Gāzes šajā centrālajā reģionā mirdz rentgena starojumā, kad tā tiek sasildīta līdz miljoniem grādu melnā cauruma gravitācijas spēka ietekmē.
XMM-Ņūtons uztvēra spektrālās iezīmes no gaismas ap melno caurumu, parādītas spektrogrāfā ar smailēm, kas norāda noteiktus enerģijas līmeņus, pēc izskata līdzīgas kardiogrāfa robainām līnijām. Visu dienu novērošanas laikā XMM uztvēra uzliesmojumu no ierosinātās gāzes, kas riņķoja ap melno caurumu, jo tas čukstēja apmēram četras reizes. Šī bija izšķirošā informācija, kas nepieciešama, lai izmērītu melnā cauruma masu.
Zinātnieki jau zināja gāzes attālumu no melnā cauruma no tā spektrālās iezīmes. (Gravitācijas sarkanā nobīdes vai enerģijas aizplūšanas pakāpe, ko atklāj spektrālā līnija, ir saistīta ar to, cik tuvu objekts atrodas melnajam caurumam.) Ar orbītas laiku un attālumu zinātnieki varēja noteikt masas mērījumu - no 10 miljoniem līdz 50 miljoni saules masu, vienojoties ar vērtībām, kas iegūtas, izmantojot citas metodes.
Lai gan aprēķins ir vienkāršs, analīze, lai izprastu rentgenstaru uzliesmojuma orbitālo periodu, ir jauna un sarežģīta. Būtībā zinātnieki atklāja četras reizes atkārtotu ciklu: gaismas intensitātes modulāciju, ko pavada gaismas enerģijas svārstības. Novērotā enerģija un cikls atbilst gravitācijas virzienā nobīdītās gaismas (gravitācijas zagšanas enerģija) un Doplera nobīdes profilam (enerģijas ieguvums un zaudējums, orbītā matērijai virzoties uz mums un prom no tām).
Analīzes paņēmiens šīs zinātniskās komandas pārsteigumam nozīmē, ka pašreizējās rentgenstaru observatorijas paaudze var dot ievērojamu labumu melnā cauruma masas mērīšanā, kaut arī ar gariem novērojumiem un melno caurumu sistēmām ar ilgstošām signālugunis. Balstoties uz šo informāciju, ierosinātās misijas, piemēram, Constellation-X vai XEUS, var iedziļināties Einšteina matemātikas pārbaudē ārkārtas gravitācijas laboratorijā.
Oriģinālais avots: Astronomijas institūta jaunumu izlaidums
