Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego po raz pierwszy potwierdzili, że sama tkanka czasoprzestrzeni ulega „ostatecznemu zanurzeniu” na krawędzi czarnej dziury. To odkrycie przez astrofizyków z tej uczelni, wspiera kluczową prognozę teorii grawitacji Alberta Einsteina z 1915 roku – ogólną teorię względności.

Zespół badawczy skupił się na obszarach otaczających czarne dziury o masach gwiazdowych, które tworzą układy podwójne z gwiazdami towarzyszącymi znajdującymi się stosunkowo blisko Ziemi. Naukowcy wykorzystali dane rentgenowskie zebrane przez teleskopy kosmiczne, takie jak NASA NuSTAR i Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) zainstalowany na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.

Dzięki tym danym zespół mógł określić los gorącego zjonizowanego gazu i plazmy, odrywanych od gwiazdy towarzyszącej, który wpada na krawędź czarnej dziury. Odkrycie wykazało, że te tzw. regiony zanurzeniowe wokół czarnej dziury są miejscami jednych z najsilniejszych pól grawitacyjnych w naszej galaktyce.

Andrew Mummery, lider zespołu badawczego z Uniwersytetu Oksfordzkiego, stwierdził: „To pierwszy raz, kiedy obserwujemy, jak plazma oderwana z zewnętrznej krawędzi gwiazdy dokonuje swojego ostatniego upadku do centrum czarnej dziury, co dzieje się w układzie oddalonym o około 10 tysięcy lat świetlnych. Teoria Einsteina przewidywała istnienie tego ostatecznego zanurzenia, ale po raz pierwszy mogliśmy to udowodnić.”

Teoria względności Einsteina sugeruje, że obiekty z masą powodują zakrzywienie samej czasoprzestrzeni. Choć ogólna teoria względności operuje w czterech wymiarach, można to obrazowo przedstawić za pomocą analogii dwuwymiarowej. Wyobraźmy sobie gumowy arkusz, na którym umieszczamy kule o różnych masach – od piłki golfowej, przez piłkę krykietową, aż po kulę armatnią. Czarna dziura odpowiadałaby tej ostatniej, tworząc ogromne zakrzywienie.

Badanie materii w regionie zanurzeniowym czarnej dziury było celem astrofizyków od dłuższego czasu. Aby to zrozumieć, zespół z Oksfordu przyjrzał się układom podwójnym, w których czarna dziura ściąga materię od towarzyszącej gwiazdy. Materia ta tworzy dysk akrecyjny, który stopniowo dostarcza materię do czarnej dziury. Modele czarnych dziur przewidują, że istnieje punkt, zwany wewnętrzną stabilną orbitą kołową (ISCO), gdzie materia może krążyć stabilnie. Poza tym punktem materia zaczyna wpadać do czarnej dziury.

Zespół badawczy odkrył emisje rentgenowskie z regionu poza ISCO wokół czarnej dziury w układzie MAXI J1820+070. Znajdująca się około 10 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, z masą równą ośmiu Słońcom, czarna dziura w tym układzie przyciąga materię od swojego towarzysza i emituje potężne promieniowanie rentgenowskie. Te emisje potwierdzają dokładność ogólnej teorii względności w opisie regionów wokół czarnych dziur.

Na podstawie tych badań, oddzielny zespół z Oksfordu współpracuje z europejską inicjatywą budowy Afrykańskiego Teleskopu Milimetrowego, który ma poprawić zdolność naukowców do bezpośrednich obserwacji czarnych dziur i regionów zanurzeniowych.

Źródło: Yahoo News