מדענים שילבו יחד את מסע צרור החומר האסור כאשר הוא הקיף ארבע פעמים חור שחור, תחילה תצפיתית. הטכניקה שלהם מספקת שיטה חדשה למדידת המסה של חור שחור; וזה עשוי לאפשר בדיקה של תורת הכובד של איינשטיין עד כמה שניתן לחשוב על כך.
צוות שהובל על ידי ד"ר קזושי איוואסאווה במכון לאסטרונומיה (IoA) בקיימברידג ', אנגליה, עקב אחר מסלול הגז החם במהלך יום זה כשהוא מסתובב סביב החור השחור העל-מסיבי בערך באותו המרחק מכדור הארץ סביב שמש. עם זאת, במהירותו הקיצונית של החור השחור, מסלולו ארך כרבע יום במקום כשנה.
המדענים יכלו לחשב את מסת החור השחור על ידי חיבור המדידות לאנרגיית האור, מרחקו מהחור השחור והזמן שלקח למסלול החור השחור - נישואין של תורת היחסות הכללית של איינשטיין - פיזיקה קפלרית מיושנת.
איוואסאווה ועמיתו ב- IoA, ד"ר ג'ובאני מיניוטי, מציגים תוצאה זו היום במהלך מסיבת עיתונאים מבוססת רשת בניו אורלינס, בישיבת המחלקה לאסטרופיזיקה גבוהה אנרגיה בחברה האסטרונומית האמריקאית. ד"ר אנדרו פביאן מה- IoA מצטרף אליהם למאמר המופיע בגיליון הקרוב של ההודעות החודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה. הנתונים הם ממצפה הכוכבים XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית.
הצוות בחן גלקסיה בשם NGC 3516, במרחק של כמאה מיליון שנות אור בקבוצת הכוכבים אורסה מז'ור, ביתו של הדיפר הגדול (או, המחרשה). גלקסיה זו נחשבת כביכול חור שחור שחור-מסיבי בליבה. הגז באזור המרכז הזה זוהר בקרינת רנטגן כשהוא מחומם למיליוני מעלות תחת כוח הכובד של החור השחור.
XMM-Newton תפס תוויות ספקטרליות מהאור סביב החור השחור, המוצג על גבי ספקטרוגרף עם קוצים המציינים רמות אנרגיה מסוימות, הדומות במראהן לקווים המשוננים של קרדיוגרף. במהלך התצפית לאורך היום, XMM תפס התלקחות מגז נרגש שהקיפה את החור השחור כשהוא מצליף ארבע פעמים. זה היה מעט המידע המכריע הדרוש למדידת מסת החור השחור.
המדענים כבר ידעו את מרחק הגז מהחור השחור מהתכונה הספקטרלית שלו. (היקף ההיסטה האדומה של הכבידה, או ניקוז אנרגיה שנחשף על ידי הקו הספקטרלי, קשור לכמה קרוב אובייקט לחור שחור.) עם זמן ומרחק מסלול, המדענים יכלו להצמיד מדידה המונית - בין 10 מיליון ל 50 מיליון מסות שמש, בהתאם לערכים המתקבלים בטכניקות אחרות.
בעוד שהחישוב פשוט, הניתוח להבנת תקופת המסלול של התלקחות רנטגן הוא חדש ומסובך. בעיקרו של דבר המדענים גילו מחזור שחזר על עצמו ארבע פעמים: אפנון בעוצמת האור המלווה בתנודה באנרגיית האור. האנרגיה והמחזור שנצפו מתאימים לפרופיל האור המופנה מחדש בכבידה (כוח הכבידה גונב אנרגיה) ודופלר זז (רווח והפסד באנרגיה כאשר החומר המקיף נע לעברנו ומרחק ממנו).
טכניקת הניתוח מרמזת, להפתעת צוות המדע הזה, כי הדור הנוכחי של מצפי רנטגן יכול להשיג רווחים משמעותיים במדידת מסת החור השחור, גם אם עם תצפיות ארוכות ומערכות חור שחור עם התלקחויות לאורך זמן. על סמך מידע זה, משימות מוצעות כמו Constellation-X או XEUS יכולות לבצע דרכים עמוקות יותר לבדיקת המתמטיקה של איינשטיין במעבדה לכבידה קיצונית.
המקור המקורי: פרסום חדשות המכון לאסטרונומיה
