Cum arată, de fapt, împrejurimile unei găuri negre. Razele X arată pentru prima oară acest lucru – FOTO

Nu este ușor să studiezi regiunea cea mai apropiată de o gaură neagră. Prin natura lor, găurile negre înghit lumina, astfel că singurul mod de a o face este indirect, observându-se efectele asupra altor lucruri, mai degrabă decât asupra obiectului însuși.

În aprilie anul trecut, oamenii de știință au realizat prima fotografie a unei găuri negre (sau cel puțin, orizontul evenimentului ei, în cazul în care ultima lumină poate fi văzută înainte de a fi înghițită de gaura neagră), dar a fost nevoie de un observator de dimensiunea Pământului – Telescopul Event Horizon – pentru a o realiza. Acum, cercetătorii au folosit razele X pentru a cartografia pentru prima dată perimetrul unei găuri negre.

Pentru a face acest lucru, însă, au trebuit să aștepte ca niște materiale să fie consumate de gaura neagră pentru a putea vedea ce se întâmplă.

Razele X „ne arată” ce se întâmplă în jurului unei găuri negre

În timpul procesului de “hrănire”, plasma, pe care gaura neagră o înghite, este încălzită până la temperaturi incredibile și începe să emită lumină în partea cu raze X a spectrului electromagnetic. Aceste raze X “sar” în jurul regiunii care se deformează dramatic, permițând cercetătorilor să folosească semnalul particular pentru a reconstrui geometria spațiului-timp în jurul găurii negre supermasive.

O ilustrație, realizată pe baza datelor obținute de cercetători, arată corona schimbătoare a găurii negre. (foto: ESA)

Într-o nouă lucrare publicată în Nature Astronomy, oamenii de știință au arătat cum s-a aplicat acest principiu pentru gaura neagră supermasivă din inima galaxiei IRAS 13224–3809. Aceasta este una dintre cele mai variabile surse de raze X de pe cer, deoarece luminozitatea sa se poate schimba cu un factor de 50 în doar câteva ore, ceea ce a făcut-o un candidat ideal pentru a testa această metodă.

Ecolocație cosmică

„Toată lumea este familiarizată cu modul în care sunetul vocii sună diferit atunci când vorbesc într-o sală de clasă în comparație cu o catedrală – acest lucru se datorează pur și simplu geometriei și materialelor din încăpere („acustica ”), care provoacă sunetul să se comporte și să traverseze încăperea în mod diferit ”, a declarat William Alston, de la Universitatea din Cambridge, Marea Britanie, într-un comunicat.

„Într-o manieră similară, putem observa cum ecourile radiațiilor cu raze X se propagă în vecinătatea unei găuri negre pentru a cartografia astfel geometria unei regiuni și starea unui grup de materie înainte de a dispărea în singularitate. Este un fel de  ecolocație cosmică”.

Oamenii de știință se așteptau să observe reverberația ecourileor de lumină pe care le-au folosit pentru a cartografia regiunea, dar au găsit ceva surprinzător.

Materialele care sunt absorbite de gaura neagră formează un disc de acreție, iar deasupra acestuia există o regiune de electroni de mare energie, cu temperatura în miliarde de grade: corona găurii negre.

Pe baza datelor colectate de satelitul XMM-Newton al Agenției Spațiale Europene, cercetătorii au descoperit dimensiunea coronei se poate schimba  în doar câteva zile.

Observația oferă o imagine unică a ceea ce se întâmplă în jurul găurii negre, dar permite, de asemenea, măsurători precise ale proprietăților găurii negre.

Mărimea coronei depinde de masa găurii negre, de rotirea acesteia și de ceea ce este în jurul ei. Deoarece masa și rotirea nu se schimbă așa repede, echipa a reușit mult mai ușor să măsoare valorile acestora.

Gaura neagră supermasivă a IRAS 13224–3809 are o masă de aproximativ 1,9 milioane de ori mai mare decât Soarele, mai puțin de jumătate din masa Sagittarius A *, gaura neagră din centrul galaxiei noastre, Caleea Lactee.

Misiunile viitoare vor permite multe alte observații. Acest lucru nu va ajuta doar la înțelegerea noastră a găurilor negre, dar va ajuta și la testarea teoriilor gravitaționale și a modului în care evoluează galaxiile, având în vedere rolul crucial jucat de găurile negre.


Sursa: iflscience.com/ESA