Fyzici konečně potvrzují Einsteinovy ​​překvapivé předpovědi o černých dírách: ScienceAlert

Detailní mechanismy toho, jak hmota dopadá na černou díru mimo horizont událostí, byly odhaleny v novém výzkumném článku.

Jak předpovídá Einsteinova teorie gravitace, nastává bod, kdy hmota přestane obíhat černou díru a padá přímo dolů, rychle se řítí za bod, odkud není návratu.

Nyní, s rentgenovými daty aktivní černé díry, jsme konečně viděli důkaz o existenci této „subdukční zóny“.

„Einsteinova teorie předpovídala tento nedávný pokles, ale toto je poprvé, co jsme byli schopni dokázat, že k němu došlo.“ říká teoretický fyzik Andrew Mummery Z University of Oxford ve Spojeném království.

„Představte si to jako řeku, která se mění ve vodopád – až dosud jsme se dívali na řeku. Toto je náš první pohled na vodopád.“

Hmota, která se dostává do černé díry, nesleduje přímku. Víří kolem, jako vířící voda a neúprosně stoupá do odtoku. Toto není nečinná analogie: srovnání je vhodné, protože vědci používají vířící vodu ke studiu prostředí kolem černých děr.

Studium samotných černých děr je trochu obtížné, protože pokřivený časoprostor kolem nich je tak extrémní.

Ale před desítkami let teoretická práce Alberta Einsteina předpovídala, že hmota v určité těsné vzdálenosti od černé díry již nebude schopna sledovat stabilní kruhovou dráhu a bude padat přímo dolů – jako voda přes okraj stejného odtoku.

Není důvod se domnívat, že tomu tak není – hmota musí nějakým způsobem překročit horizont událostí a Einsteinova teorie gravitace obstála ve všech směrech – ale astrofyzici si nejsou jisti, zda to uděláme nebo ne. schopen to odhalit.

Práce Mummeryho a jeho kolegů měla více částí. Jedním z takových experimentů bylo vyvinout simulace a numerické modely, které vizualizují potopenou oblast, aby odhalily, jaký typ světla vyzařuje. Dále potřebovali pozorovací důkazy obsahující stejné emise v nízkých zónách.

Dotyčná černá díra byla nalezena v systému vzdáleném asi 10 000 světelných let nazvaném MAXI J1820+070. Tento systém obsahuje černou díru o hmotnosti asi 8,5 násobku hmotnosti Slunce – a binární doprovodnou hvězdu, ze které černá díra strhává materiál, když se dva objekty otáčejí, a krmí se v dávkách. Jeví se jako rentgenový záblesk.

Astronomové tuto černou díru sledovali, aby lépe porozuměli jejímu chování, takže výzkumníci měli přístup k vysoce kvalitním datům získaným pomocí rentgenového záření. Nustar A Nejkrásnější Přístroje na nízké oběžné dráze Země. Zaměřili se zejména na výbuch, ke kterému došlo v roce 2018.

border-frame=“0″ allow=“accelerometer; autoplay; zápis do schránky; šifrovaná média; gyroskop; obraz v obraze; sdílení webu“ Referrerpolicy=“strict-origin-when-cross-origin“allowfullscreen>

Předchozí studie ukázaly, že při pozorováních této zcela nevysvětlitelné exploze je detekována další záře.

A Studium 2020 Spekuloval, že tato záře by mohla pocházet z nejvnitřnější kruhové oběžné dráhy, potápěčské zóny. Mummery a jeho kolegové studovali tuto záři se zvláštní péčí a zjistili, že odpovídá emisi, kterou odvodili z jejich simulací.

Výzkumníci tvrdí, že to konečně potvrzuje existenci potápějící se oblasti, bez pochybností, což nám dává novou sondu intenzivního gravitačního systému v oblasti těsně mimo horizont událostí černé díry.

„Co je opravdu vzrušující, je, že v galaxii je mnoho černých děr a nyní máme novou výkonnou techniku, kterou můžeme použít ke studiu nejsilnějších známých gravitačních polí.“ Mummery říká.

„Věříme, že to představuje vzrušující nový vývoj ve studiu černých děr, což nám umožňuje studovat tuto poslední oblast, která je obklopuje.“

Jen tak můžeme plně pochopit gravitační sílu. „Tato poslední kapka plazmy nastává na okraji černé díry a ukazuje reakci hmoty na gravitaci v její nejsilnější možné míře.“

Výzkum byl publikován v Měsíční oznámení Královské astronomické společnosti.