Istraživači sa Sveučilišta Columbia osmislili su metodu koja bi nam mogla olakšati promatranje crnih rupa.
Prvi autor Jordy Davelaar, postdoktor na Columbiji i Centru za računsku astrofiziku Instituta Flatiron te koautor Zoltan Haiman, profesor fizike na Columbiji, iznijeli su svoje nalaze u komplementarnim studijama, objavljenima u Physical Review Letters i Physical Review D. Tehnika snimanja koju su osmislili mogla bi omogućiti astronomima da proučavaju crne rupe manje od poznate M87 čija je masa ekvivalentna 6,5 milijardi Sunca te koja se nalazi oko 55 milijuna svjetlosnih godina od nas.
Tehnika zahtijeva dvije spajajuće supermasivne crne rupe koje moraju biti promatrane iz točno određenog bočnog kuta. Na taj način, dok jedna prolazi ispred druge, vidjeli bismo bljesak svjetlosti i uvećanje prstena udaljenije crne rupe – fenomen poznat kao gravitacijska leća. Međutim, istraživači su otkrili karakterističan pad svjetline koji odgovara “sjeni” crne rupe na stražnjoj strani. Ovo zatamnjenje traje po nekoliko sati ili čak nekoliko dana, ovisno o veličine crne rupe i isprepletenosti njene orbite. Mjerenjem trajanja ovog učinka, može se procijeniti veličina i oblik sjene koje baca horizont događaja crne rupe. “Trebale su godine i ogroman trud desetaka znanstvenika da naprave sliku visoke razlučivosti crnih rupa M87” navodi Jordy Davelaar. “Taj pristup funkcionira samo za najveće i najbliže crne rupe – par u srcu M87 i potencijalno našu Mliječnu stazu. S našom tehnikom, vi mjerite svjetlinu crnih rupa tijekom vremena i ne morate svaki objekt razlučiti prostorno. Uz to, ovaj signal mogao bi se pronaći u mnogim galaksijama.”
“[Sjena crne rupe] govori nam o veličini crne rupe, obliku prostor-vremena oko nje i kako materija pada u crnu rupu blizu njezina horizonta”, dodaje Haiman. Sjena crne rupe mogla bi također sadržavati tajnu prave prirode gravitacije, jedne od temeljnih sila našeg svemira. Einsteinova teorija gravitacije, poznata kao opća relativnost, predviđa veličinu crnih rupa. Fizičari su ih stoga tražili sjene kako bi testirali alternativne teorije gravitacije u nastojanju da pomire dvije konkurentske ideje o tome kako priroda funkcionira: Einsteinovu opću relativnost, koja objašnjava fenomene velikih razmjera poput orbitiranja planeta i svemira koji se širi, te kvantnu fiziku koja objašnjava kako sićušne čestice poput elektrona i fotona mogu zauzeti više stanja odjednom.
Istraživači su pronašli potencijalni par spajajućih supermasivnih crnih rupa u središtu daleke galaksije iz ranog svemira. Po njima, crne rupe ispaljivale su “baklje” svjetlosti koje je uočio NASA-in svemirski teleskop Kepler. Daleka galaksija nazvana je “Spikey” zbog šiljaka u svjetlini izazvanih njezinim navodnim crnim rupama koje se međusobno povećavaju pri svakoj punoj rotaciji pomoću efekta leće. Kako bi saznao više o baklji, Haiman je napravio model sa svojim postdoktorom, Davelaarom. Međutim, bili su zbunjeni kada je njihov simulirani par crnih rupa proizveo neočekivani, ali periodični pad svjetline svaki put kada je jedna orbitirala ispred druge. Isprva su mislili da je riječ o grešci kodiranja, no daljnja provjera pokazala je točnost modela. Dok su tražili fizički mehanizam koji bi objasnio ovaj fenomen, shvatili su da svaki pad svjetline odgovara vremenu potrebnom da crna rupa koja je najbliža gledatelju prođe ispred sjene crne rupe straga.
Istraživači trenutno traže druge podatke teleskopa kako bi pokušali potvrditi pad svjetlosti koji su vidjeli u Keplerovim podacima i dokazali da Spikey stvarno krije par crnih rupa koje se spajaju. Ako se njihova predviđanja potvrde, tehnika bi se mogla primijeniti na nekolicinu drugih sumnjivih parova spajanja supermasivnih crnih rupa među 150-ak koji su dosad uočeni i čekaju potvrdu. Također Opservatorij Vera Rubin, koji bi trebao biti otvoren ove godine, bit će korišten za promatranje na 100-ine milijuna supermasivnih crnih rupa, a daljnje istraživanje crnih rupa uslijedit će kada NASA-in detektor gravitacijskih valova, LISA, bude lansiran u svemir 2030. godine. “Čak i ako samo mali dio ovih binarnih crnih rupa ima prave uvjete za mjerenje našeg predloženog učinka, mogli bismo pronaći mnoge crne rupe”, rekao je Davelaar.
Objavljena fotografija crne rupe u središtu Mliječne staze
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram
Izvori:
Ja sam Matija Klarić.
Student sam Ekonomskog fakulteta, a u slobodno se vrijeme bavim volonterstvom te istraživanjem, čitanjem i pisanjem o mojim omiljenim temama; svemiru, astronomiji, astrofizici i tehnologiji.
