Tutkijat ovat leikattaneet yhteen määrätyn aineen kimppun matkan, kun se kiertää mustan aukon neljä kertaa, havainto ensin. Niiden tekniikka tarjoaa uuden menetelmän mustan aukon massan mittaamiseksi; ja tämä voi mahdollistaa Einsteinin painovoimateorian testaamisen tietyssä määrin ajatellut mahdolliset.
Dr. Kazushi Iwasawan johtama joukkue tähtitieteen instituutista (IoA) Cambridgessa, Englannissa, seurasi kuuman kaasun polkua päivän aikana, kun se piiskautti supermassiivisen mustan aukon ympärille suunnilleen samalla etäisyydellä, jonka Maa kiertää Aurinko. Mustan aukon äärimmäisen painovoiman ansiosta kiertorata kesti kuitenkin noin neljännes päivästä vuoden sijasta.
Tutkijat voivat laskea mustan aukon massan liittämällä mitat valon energiasta, sen etäisyydestä mustasta aukosta ja mustan aukon kiertämiseen kuluneen ajan - Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ja vanhan hyvän avioliiton - muodikas Keplerian fysiikka.
Iwasawa ja hänen kollegansa IoA: ssa, tohtori Giovanni Miniutti, esittelevät tämän tuloksen tänään New Orleansissa järjestetyssä verkkopohjaisessa tiedotustilaisuudessa Yhdysvaltain tähtitieteellisen seuran korkean energian astrofysiikan osaston kokouksessa. IoA: n tohtori Andrew Fabian liittyy heihin artikkeliin, joka ilmestyy kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran tulevassa kuukausitiedoissa. Tiedot ovat peräisin Euroopan avaruusjärjestön XMM-Newton-observatoriosta.
Ryhmä tutki NGC 3516 -nimistä galaksia, joka on noin 100 miljoonan valovuoden päässä Ursa Majorin tähdistössä, iso iskun (tai auran) kotona. Tämän galaksin uskotaan pitävän ytimessä supermassiivisen mustan aukon. Tämän keskialueen kaasu hehkuu röntgensäteilyllä, kun se kuumenee miljooniin asteisiin mustan aukon painovoiman vaikutuksesta.
XMM-Newton sieppasi spektrin piirteet mustan aukon ympärillä olevasta valosta ja esitetään spektrografissa piikkien avulla, jotka osoittavat tietyt energiatasot, ulkonäöltään samanlaiset kuin kardiografin rosoiset viivat. Päivittäisen tarkkailun aikana XMM pyysi leimahduksen kiihtyneestä kaasusta, joka kiertää mustaa reikää, kun se piiskahti neljä kertaa. Tämä oli ratkaiseva tieto mustan aukon massan mittaamiseksi.
Tutkijat tiesivät jo kaasun etäisyyden mustasta reiästä sen spektriominaisuuteen. (Spektriviivan paljastaman painovoimaisen punasiirtymän tai energiankulutuksen laajuus liittyy siihen, kuinka lähellä esine on mustalle aukolle.) Kiertoradan ajan ja etäisyyden avulla tutkijat voisivat merkitä massamittauksen - välillä 10 miljoonaa - 50 miljoonaa aurinko massaa, sopusoinnussa muilla tekniikoilla saatujen arvojen kanssa.
Vaikka laskelma on suoraviivainen, analyysi röntgenkuvauksen kiertoradan havaitsemiseksi on uusi ja monimutkainen. Pohjimmiltaan tutkijat havaitsivat syklin, joka toistettiin neljä kertaa: modulaation valon voimakkuudessa, johon liittyy valon energian värähtely. Havaittu energia ja kierto sopivat gravitaatioon siirtyneen valon (painovoima varastavan energian) ja Doppler-siirron profiiliin (energian lisäys ja häviö, kun kiertävä aine liikkuu kohti meitä ja poispäin).
Analysointitekniikka merkitsee tämän tiederyhmän yllätykseksi, että nykyisen sukupolven röntgen observatorioiden avulla voidaan saavuttaa merkittäviä parannuksia mustan aukon massan mittaamisessa, vaikkakin pitkillä havainnoilla ja mustien aukkojen järjestelmillä, joilla on pitkäkestoiset soihdut. Näiden tietojen perusteella ehdotetut tehtävät, kuten Constellation-X tai XEUS, voivat syventää Einsteinin matematiikan testaamista äärimmäisen painovoiman laboratoriossa.
Alkuperäinen lähde: Tähtitieteen instituutin lehdistötiedote
