Először mértek fekete lyuk mögül érkező röntgenjeleket

7118

Először sikerült elkülöníteni egy fekete lyuk mögül érkező röntgensugárzást, ami az ottani régió szerkezetéről, folyamatairól tartogat információkat. Az ESA XMM-Newton, valamint a NASA NuSTAR űrteleszkópjaival végzett mérésekkel extrém fényes röntgen-felvillanásokat észleltek egy fekete lyuk körül. A röntgenkitörés sugárzása a fekete lyukba hulló gázról visszaverődött; a kitörés halványulásával pedig egyre gyengébb felvillanásokat észleltek, ezek a fekete lyuk túloldalán behulló gázról visszaverődő röntgenjelek. A vizsgált szupernagytömegű fekete lyuk egy kozmikus értelemben közeli (a Földtől kb. 800 millió fényév távolságra található) spirálgalaxis, az I Zwicky 1 közepén található, tömege pedig mintegy 10 milliószor akkora, mint a Napunké.

Mivel a fény nem tud kiszökni egy fekete lyukból, ezért nem lehetett biztosra venni, hogy a lyuk mögötti régióból észlelhetünk valamit. A fekete lyuk extrém gravitációja viszont meggörbíti a teret maga körül, így a mögötte visszaverődő fény a fekete lyukat megkerülve láthatóvá vált az XMM és a NuSTAR nézőpontjából. A felfedezés a fekete lyukak titokzatos, röntgenben fényes ,,koronájának” kutatásával kezdődött. Vélhetőleg ez a korona a forgó korongba rendeződő gáz behullása közben alakul ki.

A megfigyelt röntgenjelek kialakulását összefoglaló ábra. (Forrás: ESA, magyar fordítás: Pál Bernadett)

A gázkorong több millió fokra melegszik fel, a benne keletkező mágneses tér erővonalai pedig a forgó fekete lyuk hatására összegabalyodnak. Az így csavarodó, összecsomózódó mágneses vonalak (fluxuscsövek) idővel elszakadnak, ennek során a bennük tárolt energia felszabadul. Ez az energia felfűti a környezetet, a koronában pedig így nagy energiájú elektronok jönnek létre; ezek a röntgenfény forrásai.

Az I Zwicky 1 galaxisban megfigyelt röntgenkitörések némelyike olyan fényes volt, hogy a röntgensugárzás egy része a fekete lyukba spirálozó gázkorongot is ,,bevilágította”. A fekete lyuk túlsó oldalán (az űrtávcsövek szemszögéből nézve) behulló gázról visszaverődő röntgensugárzás a görbült térben ,,megkerülte” a fekete lyukat, amik időben eltolódó, kisebb felvillanásokként jelentkeztek a mérésekben. A megfigyelések illeszkednek Einstein általános relativitáselméletében leírt jóslatokhoz arról, hogy hogyan hajlítja meg a gravitáció egy fekete lyuk körül a fényt.

A korongról visszaverődő röntgensugárzásnak specifikus ,,színe” van, ami kissé változik, mikor megkerüli a fekete lyukat. Mivel a különböző időpontokban észlelt, eltérő ,,színű” röntgen visszhangok a korong különböző részeiről érkeztek, rengeteget mesélnek nekünk a fekete lyuk környezetéről. Ezzel a technikával terveznek 3D-s térképet készíteni a fekete lyuk környezetéről. Arra a kérdésre pedig, hogy hogyan keletkeznek ennyire fényes röntgenkitörések a fekete lyuk koronájában, az XMM-Newton további, valamint az ESA készülő Athena (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics) röntgenobszervatóriumának kutatásaival keresik a választ.

nature

Forrás: ESA

Hozzászólás

hozzászólás