Čierne diery sú vesmírne objekty s takou ohromnou hustotou, že ani svetlo nemôže uniknúť z ich extrémnych „gravitačných pazúrov“. Ale to, že sú neviditeľné, ešte neznamená, že nemôžeme nájsť spôsob, ako ich pozorovať.
Tentoraz astronómovia zmapovali kontúry supermasívneho víru v galaxii IRAS 13224-3809, ktorá sa nachádza v súhvezdí Kentaura, asi 1 miliardu svetelných rokov od Zeme.
Na dosiahnutie tohto cieľa použili vedci pozorovania narastajúcej čiernej diery, ktoré urobilo röntgenové observatórium Európskej vesmírnej agentúry (ESA) XMM-Newton.
Takto funguje narastanie: Keď hmotu vo vesmíre priťahuje čierna diera, dosahuje také vysoké rýchlosti, že sa špirálovitý materiál zahrieva a dosahuje teploty miliónov stupňov (a ešte vyšších).
Tento prehriaty vír vytvára žiarenie, ktoré je možné detegovať vesmírnymi ďalekohľadmi, keď sa röntgenové lúče zrazia a odrážajú od častíc plynu v blízkosti víru.
Vedci tvrdia, že pozorovanie týchto interakcií je obdobou ozveny a rovnakým spôsobom, akým nás zvukové dozvuky môžu informovať o tvare a štruktúre trojrozmerných priestorov, takže „svetelné ozveny“ môžu odhaliť aj neviditeľný tvar supermasívnych čiernych dier.
Čierna diera napájajúca sa na okolitý plyn s koronálnymi vibráciami. (ESA)
„Podobne môžeme pozorovať, ako sa röntgenové ozveny šíria v okolí čiernej diery, aby zmapovali geometriu regiónu a stav akumulácie hmoty predtým, ako zmizne v singularite,“ vysvetľuje astrofyzik William Allston z University of Cambridge.
„Vyzerá to ako kozmická ozvena.“
Technika zvaná röntgenové dozvukové mapovanie nie je nová, ale vyvíja sa. Svetelné ozveny prijal Ollston a jeho tím z viac ako 23 dní pozorovania IRAS 13224-3809.
Pri tom videli niečo, od čoho nečakali: koróna čiernej diery – oblasť veľmi horúcich elektrónov vznášajúcich sa nad akrečným diskom objektu – vzplanula, jej jas sa zmenil 50-krát za pár hodín.
“Keď sa veľkosť koruny mení, svetelná ozvena sa mení, akoby sa strop domu pohyboval hore a dole a menil zvuk vášho hlasu,” hovorí Alston.
„Sledovaním svetelnej ozveny sme boli schopní vidieť túto meniacu sa korónu a – čo je ešte zaujímavejšie – získať oveľa lepšie hodnoty pre hmotnosť a rotáciu čiernej diery, ako by sme mohli určiť, keby sa veľkosť koróny nezmenila.“
Tento pohľad na supermasívnu čiernu dieru IRAS 13224-3809 môže byť z hľadiska detailov bezprecedentný.
Vedci teraz dúfajú, že rovnakou metódou budú študovať fyziku čiernych dier v mnohých ďalších vzdialených galaxiách. Stovky superhmotných čiernych dier sú v dosahu XMM-Newton a ďalšie sa objavia, keď v roku 2031 vyjde na obežnú dráhu satelit ESA spoločnosti Athena.
To, čo nám tieto rotujúce víry hovoria, sa ešte len uvidí, ale vyzerá to, že sme na pokraji nejakých neuveriteľných objavov.
Zistenia sú hlásené do Nature Astronomy.
Zdroje: Foto: ESA
