Crna rupa odaslala je bljesak daleko od nas, ali je njena intenzivna gravitacija preusmjerila eksploziju natrag u našem smjeru
Godine 1916. Albert Einstein je dovršio svoju Teoriju opće relativnosti, putovanje koje je započelo 1905. njegovim pokušajima da pomiri Newtonove vlastite teorije gravitacije sa zakonima elektromagnetizma. Nakon što je završena, Einsteinova teorija dala je jedinstveni opis gravitacije kao geometrijskog svojstva kozmosa, gdje masivni objekti mijenjaju zakrivljenost prostor-vremena, utječući na sve oko sebe.
Štoviše, Einsteinove jednadžbe polja predviđale su postojanje crnih rupa, objekata toliko masivnih da čak ni svjetlost ne može pobjeći njihovim površinama. GR također predviđa da će crne rupe savijati svjetlost u svojoj blizini, što je učinak koji astronomi mogu koristiti za promatranje udaljenijih objekata. Oslanjajući se na ovu tehniku, međunarodni tim znanstvenika napravio je neviđeni podvig promatrajući svjetlost uzrokovanu rendgenskom bakljom koja se dogodila iza crne rupe .
Tim je vodio dr. Dan Wilkins, astrofizičar s Kavli institut za astrofiziku čestica i kozmologiju na Sveučilištu Stanford i stipendist NASA-e Einstein. Pridružili su mu se istraživači iz Sveučilište Saint Mary's u Halifaxu , Nova Škotska; the Institut za gravitaciju i kozmos na Državnom sveučilištu Pennsylvania, i SRON Nizozemski institut za svemirska istraživanja .
Dijagram koji pokazuje kako će ekstremna gravitacija crne rupe učiniti da rendgenski odjeci budu vidljivi s njezine daleke strane. Zasluga: ESA
Korištenje ESA-e XMM-Newton i NASA-e NuSTAR svemirskim teleskopima, Wilkins i njegov tim promatrali su sjajne rendgenske baklje koje dolaze iz supermasivne crne rupe (SMBH) smještene u središtu I Zwicky 1 – spiralne galaksije smještene 1800 svjetlosnih godina od Zemlje. Astronomi nisu očekivali da će to vidjeti, ali zbog ekstremne gravitacije SMBH-a (koja dolazi od 10 milijuna solarnih masa), baklje iza njega bile su vidljive za XMM-Newton i NuSTAR.
Do otkrića je došlo tijekom istraživanja osmišljenog kako bi se saznalo više o svijetlom i tajanstvenom rendgenskom svjetlu koje okružuje horizont događaja crne rupe. Smatra se da je ova 'korona' (kako joj je nadimak) rezultat plina koji neprekidno pada u crnu rupu i oko nje tvori disk koji se vrti. Kako se prsten ubrzava do brzine svjetlosti, zagrijava se na milijune stupnjeva i stvara magnetska polja koja se uvijaju u čvorove.
Na kraju se ta polja izokrenu do te mjere da puknu i oslobode svu energiju koju su u sebi pohranili. Ta se energija zatim prenosi na materiju u okolnom disku, koji proizvodi 'koronu' visokoenergetskih rendgenskih elektrona. Rendgenske baklje su Wilkinsu i njegovom timu prvi put bile vidljive kao svjetlosni odjeci, koji su se reflektirali od čestica plina koje su padale na lice crne rupe.
U ovom slučaju, promatrana rendgenska baklja bila je toliko jaka da su neke od rendgenskih zraka zasjale na disk plina koji je pao u crnu rupu. Kako su se baklje stišale, teleskopi su uhvatili slabije bljeskove, koji su bili odjeci baklji koje su se odbijale od plina iza crne rupe. Intenzivna gravitacija crne rupe savijala je svjetlost ovih bljeskova i postala vidljiva teleskopima, iako s malim zakašnjenjem.
ESA-in opservatorij XMM-Newton pokrenut je 1999. za proučavanje međuzvjezdanih izvora X-zraka. Zasluga: ESA
Tim je uspio razlučiti odakle dolaze rendgenski bljeskovi na temelju specifičnih 'boja' svjetlosti (njihove specifične valne duljine) koje su emitirali. Boje rendgenskih zraka koje su dolazile s druge strane crne rupe bile su malo izmijenjene ekstremnim gravitacijskim okruženjem. Dodajte tome činjenicu da se rendgenski odjeci vide u različito vrijeme ovisno o tome odakle su na disku reflektirani, oni sadrže puno informacija o tome što se događa oko crne rupe.
Kao rezultat toga, ova opažanja ne samo da su potvrdila ponašanje predviđeno Općom relativnošću, već su također omogućila timu da po prvi put proučava procese koji se odvijaju iza crne rupe. U bliskoj budućnosti, Wilkins i njegov tim žele koristiti ovu tehniku za izradu 3D karte okoline crne rupe i za istraživanje drugih misterija crne rupe. Na primjer, Wilkins i njegovi kolege žele riješiti misterij kako je korona proizvela tako sjajne rendgenske bljeskove.
Ove će se misije i dalje oslanjati na svemirski teleskop XMM-Newton, kao i na ESA-in predloženi rendgenski opservatorij sljedeće generacije, poznat kao Napredni teleskop za visokoenergetsku astrofiziku (ATENA). Ovi i drugi svemirski teleskopi koji bi trebali biti lansirani u nadolazećim godinama obećavaju otkriti mnogo više o dijelovima svemira koje ne možemo vidjeti i baciti više svjetla na njegove brojne misterije.
