Астрономы впервые наблюдали свет из-за черной дыры, доказывая в процессе общую теорию относительности Альберта Эйнштейна в действии.
Революционное открытие было сделано группой международных астрономов под руководством исследователей из Стэнфордского университета в США. Используя мощные рентгеновские телескопы, исследователи отточили сверхмассивную черную дыру в центре галактики на расстоянии около 800 миллионов световых лет от нас. То, что на первый взгляд казалось обычным источником рентгеновских вспышек, вскоре обнаружило нечто совершенно неожиданное: вспышки рентгеновского света, отраженные позади черной дыры.
Согласно общепринятому мнению, гравитационное притяжение черной дыры настолько мощно, что даже свет не может вырваться из ее лап. Именно поэтому черные дыры считаются «черными» - мы их просто не видим.
Однако мы можем видеть различные явления, происходящие вокруг черных дыр, такие как их раскаленные аккреционные диски и рентгеновские сигнатуры.
Дэн Уилкинс, астрофизик из Института астрофизики элементарных частиц и космологии в Стэнфорде, сказал:
«Любой свет, попадающий в эту черную дыру, не выходит наружу, поэтому мы не должны видеть ничего, что находится за черной дырой. "
Но благодаря теоретическим предсказаниям, сделанным теориями Эйнштейна в 1915 году, свойства черной дыры позволяют увидеть, что за ней скрывается.
Доктор Уилкинс сказал:
«Причина, по которой мы можем это видеть, заключается в том, что эта черная дыра искривляет пространство, искривляя свет и закручивая вокруг себя магнитные поля».
Это открытие знаменует собой первый случай, когда ученые провели прямое наблюдение света из-за черной дыры - более чем через столетие после того, как Эйнштейн предсказал, что это возможно.
Согласно Эйнштейну, гравитация, как мы ее знаем, - это не сила, а, скорее, искривление пространства и времени (пространства-времени), вызванное объектами с массой. Другими словами, свет, идущий из-за черной дыры, может появиться с другой стороны, путешествуя по искривленным магнитным полям и пространству-времени.
Так что может быть лучше для наблюдения за искривлением пространства-времени, чем в присутствии черной дыры - одного из самых тяжелых объектов в известной Вселенной?
Роджер Бландфорд, профессор физики элементарных частиц и соавтор исследования, сказал:
«Пятьдесят лет назад, когда астрофизики начали размышлять о том, как магнитное поле может вести себя вблизи черной дыры, они понятия не имели, что однажды у нас могут появиться методы, позволяющие наблюдайте это непосредственно и посмотреть на общую теорию относительности Эйнштейна в действии».
И это не первый раз, когда астрономы смотрят на черную дыру, чтобы проверить теории Эйнштейна - теория относительности была подтверждена первым в мире изображением черной дыры два года назад.
Верните время назад более чем на 100 лет, и ученые также смогли бы доказать теорию относительности в действии во время солнечного затмения.
Сверхмассивные черные дыры - это самый большой тип черных дыр, который весит от миллионов до миллиардов раз больше, чем наше Солнце. Одна теория предполагает, что эти чудовищные гравитационные колодцы рождаются, когда скопления звезд сталкиваются и образуют черные дыры промежуточной массы, которые затем со временем сливаются в сверхмассивные черные дыры.
Доктор Уилкинс и его команда наблюдали за одним из этих гигантов, чтобы узнать больше о его состоянии.
Когда материал падает в сторону черной дыры, он перегревается до миллионов градусов. Потрясающая жара заставляет электроны отделяться от атомов газа, создавая намагниченную плазму - ионизированный газ из перегретых, свободно текущих частиц.
Магнитное поле, захваченное вращением черной дыры, изгибается вверх и вращается вокруг себя. Следовательно, он распадается в результате явления, аналогичного тому, что происходит в центре нашего Солнца - его внешнем слое.
Доктор Уилкинс сказал:
«Это магнитное поле, которое связывается, а затем щелкает близко к черной дыре, нагревает все вокруг нее и производит эти высокоэнергетические электроны, которые затем продолжают производить рентгеновские лучи».
Когда исследователь и его коллеги внимательно рассмотрели эти рентгеновские вспышки, они заметили структуру более мелких вспышек.
В конце концов они поняли, что смотрят на те же вспышки, но исходящие от задней части диска черной дыры.
Д-р Уилкинс добавил:
«Я строил теоретические предсказания того, как эти отголоски кажутся нам в течение нескольких лет. Я уже видел их в разрабатываемой мной теории, поэтому, как только я увидел их в телескопических наблюдениях, я смог выяснить связь».
Теперь астрономы надеются продолжить свою работу с помощью Афины - мощной рентгеновской обсерватории, построенной Европейским космическим агентством (ЕКА).
