Ученые объединили путь связки обреченной материи, когда она четыре раза облетела вокруг черной дыры, в первую очередь для наблюдений. Их техника обеспечивает новый метод измерения массы черной дыры; и это может дать возможность проверить теорию гравитации Эйнштейна до такой степени, в которой мало кто думал.
Команда во главе с доктором Казуши Ивасава из Института астрономии (IoA) в Кембридже, Англия, следила за следом горячего газа в течение дня, когда он облетел сверхмассивную черную дыру примерно на том же расстоянии, что Земля вращается вокруг Земли. Солнце. Однако ускорение, вызванное сильной гравитацией черной дыры, заняло около четверти дня вместо года.
Ученые могли вычислить массу черной дыры, включив измерения для энергии света, ее расстояния от черной дыры и времени, которое потребовалось для орбиты черной дыры - брак общей теории относительности Эйнштейна и старых добрых вылепленная кеплеровская физика.
Ивасава и его коллега в IoA, доктор Джованни Миниутти, представляют этот результат сегодня на веб-пресс-конференции в Новом Орлеане на заседании Отдела астрофизики высоких энергий Американского астрономического общества. Доктор Эндрю Фабиан из IoA присоединяется к ним в статье, опубликованной в следующем номере Ежемесячных уведомлений Королевского астрономического общества. Данные получены из обсерватории XMM-Newton Европейского космического агентства.
Команда исследовала галактику NGC 3516, расположенную на расстоянии около 100 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы, где проживает Большая Медведица (или Плуг). Считается, что эта галактика таит в себе сверхмассивную черную дыру. Газ в этой центральной области светится рентгеновским излучением, поскольку он нагревается до миллионов градусов под действием силы тяжести черной дыры.
XMM-Ньютон улавливал спектральные особенности от света вокруг черной дыры, отображаемого на спектрографе с всплесками, указывающими определенные уровни энергии, внешне похожие на зубчатые линии кардиографа. Во время дневного наблюдения XMM уловил вспышку от возбужденного газа, вращающегося вокруг черной дыры, когда он взлетел вокруг четыре раза. Это была важная информация, необходимая для измерения массы черной дыры.
Ученые уже знали расстояние газа от черной дыры до ее спектральной особенности. (Степень гравитационного красного смещения, или утечки энергии, обнаруживаемой спектральной линией, связана с тем, насколько близко объект находится к черной дыре.) С помощью орбитального времени и расстояния ученые могут определить измерение массы - от 10 миллионов до 50 миллионов солнечных масс, в соответствии со значениями, полученными другими методами.
В то время как расчет прост, анализ, чтобы понять орбитальный период вспышки рентгеновского излучения, является новым и запутанным. По сути, ученые обнаружили цикл, повторенный четыре раза: модуляция интенсивности света, сопровождаемая колебанием энергии света. Наблюдаемая энергия и цикл соответствуют профилю света с гравитационным красным смещением (энергия кражи гравитации) и доплеровским смещением (прирост и потеря энергии при движении вещества вокруг нас к нам и от него).
Техника анализа подразумевает, к удивлению этой научной группы, что нынешнее поколение рентгеновских обсерваторий может значительно улучшить измерение массы черной дыры, хотя при длительных наблюдениях и системах черной дыры с длительными вспышками. Основываясь на этой информации, предлагаемые миссии, такие как Constellation-X или XEUS, могут глубже проникнуть в тестирование математики Эйнштейна в лаборатории экстремальной гравитации.
Первоначальный источник: выпуск новостей Института астрономии
