A csillagászok megtalálták az első közvetlen bizonyítékot arra, hogy egy fekete lyuk forog, ami ismét megerősíti Einstein relativitáselméletét. A felfedezést a közeli Messier 87 galaxis közepén található, a Naprendszer méretű fekete lyuk által kibocsátott erőteljes energiasugarak tanulmányozásával tették. Ez az M87 nevű fekete lyuk a mai napig a legtöbbet tanulmányozott és az első közvetlenül 2019-ben készült.
Az asztrofizikusok már régóta megjósolták, hogy a fekete lyukak forognak, de az űrszörnyek megjelenítésének bonyolultsága eddig megnehezítette a bizonyítékok beszerzését. A kutatók eredményeiket szeptember 27-én tették közzé a Nature folyóiratban.
"Miután sikeresen leképeztünk egy fekete lyukat ebben a galaxisban az Event Horizon teleszkóppal (EHT), az a kérdés, hogy ez a fekete lyuk forog-e vagy sem, komoly problémává vált a tudósok számára” – mondta Kazuhiro Hada, a Japán Nemzeti Csillagászati Obszervatórium csillagásza. „A várakozás mostanra bizalommá változott. Ez az óriási fekete lyuk valóban forog."
A fekete lyukak olyan erős gravitációs vonzással rendelkeznek, hogy semmi (még a fény sem) nem tud kiszökni a szájukból, de ez nem jelenti azt, hogy ne látnák őket. Ennek az az oka, hogy az aktív fekete lyukakat akkréciós korongok veszik körül – a gázfelhőkből és a csillagokból kiszakadt hatalmas anyagcsomók, amelyeket a súrlódás vörösen forróra melegít, miközben spirálisan bejut a fekete lyuk szájába.
Ennek az anyagnak egy része kilökődik, két forró anyagsugarat képezve, amelyek a fénysebesség 99,9%-ával haladnak az idő körülbelül egytizedében. Továbbra is rejtély, hogy a feketelyuk-fúvókák hogyan jutnak hozzá az ehhez szükséges hatalmas energiához, de a fizikusok Einstein általános relativitáselmélete alapján azt sugallták, hogy az anyag az űrszörnyek mágneses mezőiből juthat hozzá, ha gyorsan forognak a tengelyük körül.
A fekete lyukak valószínűleg a legkorábbi koruktól kezdve csillagként szerezték meg forgásuk egy részét, amelyek hirtelen befelé omlásukkor olyanokká váltak, mint a korcsolyázók, akik kinyújtják karjukat, hogy gyorsabban forogjanak. Az idő múlásával ez a forgás valószínűleg gyorsabban nőtt a fekete lyukak által szétszakított csillagokból vagy más hatalmas objektumokkal való katasztrofális ütközések következtében beáramló anyag hatására.
Ennek a megfoghatatlan forgásának magyarázatát keresve a csillagászok az M87 szupermasszív fekete lyukhoz fordultak, amely egy hatalmas téridő-rés, amely tömegét (a Nap tömegének 6,5 milliárdszorosát) arra használja, hogy egy egész galaxist maga felé húzzon.
Az M87* 2000 és 2022 közötti globális rádióteleszkóp-hálózatán végzett tanulmányozása során a csillagászok azt találták, hogy a fekete lyuk sugárei előre-hátra ketyegnek, mint egy 11 éves ciklust jelző metronóm. Ez azt mutatta, hogy a fekete lyuk forgás közben precessze vagy ingadozik a tengelye mentén, mint egy forgócsúcs.
"Izgatottak vagyunk e fontos felfedezés miatt" - mondta Cui Yuzhu, a tanulmány vezető szerzője, a kínai Hangcsouban található Zhejiang Laboratory csillagásza. "Mivel a fekete lyuk és a korong közötti távolság viszonylag kicsi, és a precessziós periódus körülbelül 11 év, az M87 szerkezetét két évtizeden keresztül nyomon követő nagyfelbontású adatok felhalmozása és a gondos elemzés elengedhetetlen ahhoz, hogy elérjük ezt az eredményt."
Einstein elméletének újabb megerősítése mellett a fekete lyuk forgásának felfedezése számos érdekes kérdést vet fel. Köztük vannak azok, amelyek azzal kapcsolatosak, hogy milyen katasztrofális események okozhatták a gyors forgást, valamint a fotongömbök felfedezésének lehetősége – egy fekete lyukat körülvevő halvány fénygyűrű, amely fontos támpontokat adhat a kvantumgravitáció elméletéhez.
Olvassa el még: