Рентгеновата обсерватория XMM-Newton извършва прецизни наблюдения на черни дупки.

Image credit: Credits: NASA/Dana Berry, SkyWorks Digital . Можете да изтеглите анимация, показваща обикалането на струпванията от материя около черните дупки оттук .

Наблюдения с рентгеновата обсерватория на ESA XMM-Newton позволиха да се проследи пълен период на обикаляне на струпване на материя около черна дупка. Това ни дава важна информация, която ни липсва от много време: орбиталния период на тела около черни дупки. Знаейки тези характеристики, учените ще могат еднозначно да определят нейната маса и други, досега само непряко изчисляване характеристики.

Д-р Джейн Търнър* и д-р Ланс Милър**, ръководители на наблюденията, заявиха: “През годините ние наблюдавахме само общи ефекти, предизвикани от черните дупки, но сега имаме повече яснота по въпроса. Сега вече можем пряко да наблюдаваме конкретни характеристики. С космическия телескоп XMM-Newton можем по такъв начин да обработваме информацията идваща от черните дупки, която ще ни даде знания за тях, с такава яснота, каквато не сме имали преди ”.

Милър отбелязва, че ако показаната на горната анимация черна дупка се постави на мястото на Слънцето, тя ще заема малко повече от орбитата на Меркурий. Струпванията от материя, които са наблюдавани, са отдалечени колкото Юпитер. Те обикалят около черната дупка за 27 часа (за сравение, на Юпитер му трябват 12 години).

Черните дупки са обекти, чиято гравитация е толкова силна, че не позволява на никакво тяло, нито на светлината да напуснат повърхността и. Това, което учените наблюдават, е лъчението в електромагнитния спектър, идващо от материята, около черната дупка, която падайки на нея излъчва в голям диапазон и се нагрява до много високи температури.

Екипът на Търнър е наблюдавал добре познатата галактика Маркариан 766, на разстояние около 170 млн. св. г. в съзвездието Косите на Вероника. Черната дупка в Маркариан 766 е относително малка, но много активна. Нейната маса е няколко милиона слънчеви маси. За сравнение, масите на черни дупки в други галактики достигат до повече от 100 млн. слънчеви маси.

Материята пада на черните дупки, подобно на вода в канал, образувайки, това, което учените наричат акреционен диск. Понякога се наблюдават струпвания на материя, дължащи се най-често на взаимодействия между магнитните силови линии на магнитното поле на черната дупка със самата материя в акреционния диск.

За да измерят скоростта, с която тези струпвания н аматерия се приближават или отдалечават от нас, учените използват ефекта на Доплер. В ежедневието той е проявява при всякакво движещо се тяло, което издава звук: например полицейска кола със сирена. Когато се приближава към нас, честотата на звука се усилва, когато се отдалечава, тя намалява. Понеже тези струпвания от материя обикалят около черната дупка по елипсовидни орбити, има периоди в които те се отдалечават или приближават към нас. И колкото по-бързо го правят, толкова повече се променя честотата на електромагнитните вълни, идващи към нас.

“Когато наблюдаваме акреционен диск, и наклонът на този диск към лъча на зрение е много малък, виждаме ясно покачвания и спадания в честотата (а оттам и в енергията, която се излъчва към нас) по време на орбиталния период на струпванията в акреционния диск. ”. Изучавайки скоростта, с която се движат струпванията от материя в акреционния диск по различни положения на орбитата, учените съдят за масата на черната дупка.

Два фактора направиха наблюдението възможно. Първият е, че XMM-Newton е уловил относително трайни струпвания от материя по време на наблюдение, продължило 27 часа. Също така, от особено значение е и фактът, че XMM-Newton има изключително голяма ефективност, което позволи на учените да наблюдават как струпванията от материя се променят във времето.

Търнър заявява, че тези резултати потвърждават първичните наблюдения, извършени от европейски екип, начело с Д-р Казуши Ивасава от Института по астрономия в Кембридж, Обединено кралство.

Резултатит, получени от съвременните рентгенови обсерватории дават основание да се смята, че вече учените са готови да извършват много прецизни наблюдения на черните дупки, и дори да “тестват” общата теория на относителността в условията на екстремална гравитация.

*учен от NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA and University of Maryland Baltimore County, USA

**учен от University of Oxford, United Kingdom

ESA Space Science News Release (esa.int)

Добавете вашия коментар

( страница 1

добави запис: