NASA: s Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) har fångat en spektakulär händelse: ett supermassivt svart håls tyngdkraft som drar mot röntgenstrålningsljus i närheten.
På bara några dagar föll koronan - ett moln av partiklar som reser nära ljusets hastighet - in mot det svarta hålet. Observationerna är ett kraftfullt test av Einsteins teori om allmän relativitet, som säger att tyngdkraften kan böja rymdtid, tyget som formar vårt universum och ljuset som rör sig genom det.
"Coronaen kollapsade nyligen in mot det svarta hålet, med resultatet att det svarta hålets intensiva tyngdkraft drog allt ljus ned på dess omgivande skiva, där materialet spiraliseras inåt", säger medförfattare Michael Parker från Institute of Astronomy i Cambridge, United Kingdom, i ett pressmeddelande.
Det supermassiva svarta hålet, känt som Markarian 335, ligger cirka 324 miljoner ljusår från Jorden i riktning mot stjärnbilden Pegasus. Ett sådant extremt system pressar ungefär 10 miljoner gånger massan av vår sol i en region som bara är 30 gånger solens diameter. Det snurrar så snabbt att utrymme och tid dras runt med det.
NASA: s Swift-satellit har övervakat Mrk 335 i flera år och noterade nyligen en dramatisk förändring av röntgenljusstyrkan. Så NuSTAR omdirigerades för att ta en andra titt på systemet.
NuSTAR har samlat in röntgenstrålar från svarta hål och döende stjärnor under de senaste två åren. Dess specialitet är att analysera högenergi röntgenstrålar i intervallet 3 till 79 kiloelektron volt. Observationer i röntgenljus med låg energi visar ett svart hål som döljs av moln med gas och damm. Men NuSTAR kan ta en detaljerad titt på vad som händer nära evenemangshorisonten, regionen runt ett svart hålform som ljus inte längre kan undgå gravitationens grepp.
Specifikt kan NuSTAR se koronaens direkta ljus och det reflekterade ljuset från ackretionsskivan. Men i detta fall är ljuset suddigt på grund av kombinationen av några få faktorer. Först påverkar dopplerförskjutningen spinnskivan. På den sida som snurrar bort från oss förskjuts ljuset till rödare våglängder (och därmed lägre energi), medan på den sida som snurrar mot oss skiftas ljuset till blåare våglängder (och därmed högre energi). En andra effekt har att göra med de enorma hastigheterna i det snurrande svarta hålet. Och en slutlig effekt är från graviteten i det svarta hålet, som drar på ljuset, vilket gör att det tappar energi.
Alla dessa faktorer får ljuset att smeta ut.
Spännande, NuSTAR-observationer avslöjade också att greppet av det svarta hålets tyngdkraft drog koronans ljus på den inre delen av tillslutningsskivan och bättre belyser det. NASA förklarar att som om någon lyste en ficklampa för astronomerna tände den växlande korona upp den exakta regionen de ville studera.
”Vi förstår fortfarande inte exakt hur koronaen produceras eller varför den ändrar sin form, men vi ser att den tänder upp material runt det svarta hålet, vilket gör att vi kan studera regionerna så nära i de effekter som beskrivs av Einsteins teori om allmän relativitet. bli framträdande, ”säger NuSTAR Principal Investigator Fiona Harrison, California Institute of Technology. "NuSTARs enastående förmåga att observera denna och liknande händelser gör det möjligt för oss att studera de mest extrema ljusböjande effekterna av allmän relativitet."
De nya uppgifterna kommer troligen att belysa dessa mystiska koronor, där fysikens lagar pressas till sin gräns.
Artikeln har publicerats i de månatliga meddelandena från Royal Astronomical Society och är tillgänglig online.
