Vaikka mustien reikien painovoima on niin voimakas, että valo ei voi edes karkaa, voimme nähdä säteily ylikuumennetusta aineesta, joka on tarkoitus kuluttaa. Tähän mennessä tutkijat eivät ole pystyneet selittämään, kuinka kaikki tämä asia putoaa jatkuvasti mustaan reikään - sen pitäisi vain kiertää, kuten planeetan ympärillä. Chandra X-Ray Observatoryn uudet tiedot osoittavat, että mustan aukon voimakas magneettikenttä aiheuttaa ympäröivän aineen turbulenssin, joka auttaa ajamaan sen sisäänpäin kulutettavaksi.
Mustat aukot valaisevat maailmankaikkeutta, ja nyt tähtitieteilijät saattavat vihdoin tietää miten. Uudet tiedot NASA: n Chandra-röntgen observatoriosta osoittavat ensimmäistä kertaa, että voimakkaat magneettikentät ovat avain näihin loistaviin ja hätkähdyttäviin valonäytöksiin.
On arvioitu, että jopa neljäsosa Ison räjähdyksen jälkeen emittoidusta maailmankaikkeuden kokonaissäteilystä tulee materiaalista, joka putoaa kohti supermassiivisia mustia aukkoja, mukaan lukien ne, jotka syöttävät kvasareja, kirkkaimpia tunnettuja esineitä. Vuosikymmenien ajan tutkijat ovat kamppailleet ymmärtääkseen kuinka mustat aukot, maailmankaikkeuden tummimmat esineet, voivat olla vastuussa tällaisista upeista säteilymääristä.
Chandran uudet röntgenkuvatiedot antavat ensimmäisen selkeän selityksen prosessin ohjaamisesta: magneettikentät. Chandra havaitsi mustien aukkojen järjestelmän galaksissamme, joka tunnetaan nimellä GRO J1655-40 (lyhyesti J1655), missä musta reikä veti materiaalia seuratähdeltä levylle.
"Galaktien välisten standardien mukaan J1655 on takapihallamme, joten voimme käyttää sitä mittakaavan mallina ymmärtääksesi kuinka kaikki mustat aukot toimivat, mukaan lukien kvasaareista löytyvät hirviöt", kertoi Jon M. Miller Michiganin yliopistosta, Ann Arbor, jonka Tuloksia käsittelevä paperi ilmestyy tämän viikon Nature-lehdessä.
Pelkästään painovoima ei riitä, että mustan reiän ympärillä olevassa kiekossa oleva kaasu menettää energiaa ja putoaa mustalle reikään havaintojen edellyttämällä nopeudella. Kaasun on menetettävä osa kiertoradaltaan kulmavoimastaan joko kitkan tai tuulen kautta, ennen kuin se voi kiertyä sisäänpäin. Ilman tällaisia vaikutuksia aine voisi pysyä kiertoradalla mustan aukon ympärillä hyvin kauan.
Tutkijat ovat pitkään ajatelleet, että magneettinen turbulenssi voisi aiheuttaa kitkaa kaasumaisella levyllä ja ajaa tuulen levyltä, joka kulmavirran ulospäin antaa kaasun putoaa sisäänpäin.
Chandran avulla Miller ja hänen tiiminsä tarjosivat ratkaisevan näytön magneettisten voimien roolista mustan aukon lisääntymisprosessissa. Röntgenspektri, röntgensäteiden lukumäärä eri energioilla, osoitti, että tuulen nopeus ja tiheys J1655: n levyltä vastasivat tietokoneen simulointia koskevia ennusteita magneettisesti ohjatuille tuuleille. Spektrinen sormenjälki sulki pois myös kaksi muuta suurta kilpailevaa teoriaa magneettikentien ohjaamille tuulille.
"Vuonna 1973 teoreetikot keksivät ajatuksen, että magneettikentät voisivat ohjata valon syntymistä kaasulle, joka putoaa mustiin reikiin", kertoi kirjoittaja John Raymond Harvardin Smithsonian astrofysiikan keskuksesta Cambridgessa, Massachusettsissa. "Nyt yli 30 vuotta myöhemmin meillä voi vihdoin olla vakuuttavia todisteita. ”
Tämä syvempi ymmärrys siitä, kuinka mustien reikien konkreettisuus merkitsee, opettaa tähtitieteilijöille myös mustien reikien muita ominaisuuksia, mukaan lukien kuinka ne kasvavat.
"Aivan kuten lääkäri haluaa ymmärtää sairauden syitä eikä vain oireita, tähtitieteilijät yrittävät ymmärtää, mitkä aiheuttavat ilmiöitä, joita he näkevät maailmankaikkeudessa", sanoi kirjoittaja Danny Steeghs myös Harvard-Smithsonian astrofysiikan keskuksesta. "Ymmärtämällä, mikä saa materiaalia vapauttamaan energiaa, kun se putoaa mustien reikien päälle, voimme oppia myös kuinka aine putoaa muihin tärkeisiin esineisiin."
Mustajen aukkojen ympärillä olevien lisääntymislevyjen lisäksi magneettikentillä voi olla tärkeä rooli levyissä, jotka havaitaan nuorten aurinkoa muistuttavien tähtien ympärillä, joissa planeettoja muodostuu, sekä ultratiheissä kohteissa, joita kutsutaan neutronitähteiksi.
NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Alabama, hallinnoi viraston tiedeoperaatio-osaston Chandra-ohjelmaa. Smithsonian Astrophysical Observatory ohjaa tiede- ja lentotoimintaa Chandran röntgenkeskuksesta, Cambridge, Mass.
Lisätietoja ja kuvia löytyy osoitteesta:
http://chandra.harvard.edu ja http://chandra.nasa.gov
Alkuperäinen lähde: Chandra-lehdistötiedote
