Telescopul NuSTAR a observat un fenomen rar: Estomparea luminii in apropierea unei gauri negre

Nuclear Spectroscopic Telescope Array al NASA (NuSTAR) a observat un eveniment extrem si rar in regiunea din imediata apropiere a unei gauri negre super-masive, anunta Agentia Spatiala Americana. O sursa compacta de raze X, aflata in apropiere de gaura neagra, numita coroana, s-a apropiat de gaura neagra intr-un interval de cateva zile.

„Coroana a colapsat recent catre gaura neagra, rezultatul fiind ca gravitatia intensa a gaurii negre atrage toata lumina pe discul sau inconjurator, unde materialul se misca spiralat spre interior”, explica Michael Parker de la Institutul de Astronomie din Cambridge, Marea Britanie, autor principal al unei lucrari asupra descoperirii, publicate in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Pe masura ce coroana se apropie de gaura neagra, gravitatia gaurii negre exercita o atractie mai puternica asupra razelor X emise de ea, rezultand o estompare extrema si o intindere a luminii in raze X. Astfel de evenimente au fost observate anterior, insa niciodata la acest grad si in asemenea detaliu.

Se crede ca in centrul fiecarei galaxii se afla o gaura neagra super-masiva. Unele sunt mai mari si se rotesc mai repede decat altele. Gaura neagra din acest nou studiu, denumita Markarian 335, sau Mrk 335, se afla la o distanta de circa 324 milioane de ani lumina de Terra, in directia constelatiei Pegasus. Este unul dintre cele mai extreme sisteme pentru care au fost vreodata masurate masa si viteza de rotatie. Gaura neagra comprima de o masa de circa 10 milioane de ori mai mare decat a Soarelui intr-o regiune cu o marime de doar 30 de ori mai mare decat a stelei aflate in centrul sistemului nostru solar.

Desi o parte din lumina cade in gaura neagra super-masiva, alta lumina este emisa atat de coroana cat si de discul de acumulare compus din material supraincalzit. Desi astronomii nu sunt siguri care este forma si temperatura coroanei, stiu ca este formata din particule care se misca la o viteza apropiata de cea a luminii.

Satelitul Swift al NASA a monitorizat Mrk 335 de ani timp de mai multi ani si a remarcat recent o schimbare dramatica in luminozitatea radiatiei X. NuSTAR a fost redirectionat pentru a arunca o privire la radiatia X intensa, cuprinsa intre 3 – 79 kiloelectron volti (KeV), emisa de aceasta sursa. Aceast interval le ofera astronomilor o privire detaliata asupra a ceea ce se intampla in apropiere de orizontul evenimentului, regiunea din jurul unei gauri negre din care lumina nu mai poate scapa de atractia gravitationala.

Observatiile ulterioare indica faptul ca aceasta coroana ramane in aceasta configuratie apropiata timp de luni de zile dupa ce s-a mutat. Cercetatorii nu stiu daca si cand coroana va reveni in pozitia initiala.

Mai mult decat atat, observatiile NuSTAR dezvaluie ca atractia gravitationala exercitata de gaura neagra a adus lumina coroanei in partile interioare ale discului supraincalzit, iluminandu-l mai bine. Aproape ca si cand cineva ar fi indreptat o lanterna pentru astronomi, coroana in miscare a luminat exact zona pe care voiau sa o studieze.

Noile date i-ar putea ajuta pe oamenii de stiinta sa afle mai multe lucruri despre misterioasa natura a coroanelor gaurilor negre. In plus, observatiile au produs masuratori mai bune pentru viteza de rotatie relativista foarte mare a Mrk 335. Vitezele relativiste sunt cele care se apropie de viteza luminii, precum apare in teoiria relativitatii a lui Albert Einstein.

„Inca nu intelegem exact cum se produce coroana sau de ce isi schimba forma, dar vedem ca lumineaza materialul in jurul gaurii negre, ceea ce ne permite sa studiem regiunile aflate atat de aproape incat efectele descrise in teoria relativitatii generale a lui Einstein devin evidente”, arata investigatorul principal al NuSTAR, Fiona Harrison de la California Institute of Technology (Caltech) din Pasadena.

„Capacitate fara precedent a NuSTAR de a observa asta dar si evenimente similare ne permite sa studiem cele mai extreme efecte de curbarea a luminii ale relativitatii generale”, a mai arata Fiona Harrison.