Astronomowie opracowują nową metodę mierzenia temperatur czarnych dziur
Międzynarodowy zespół astronomów znalazł nową metodę pomiaru masy czarnych dziur na podstawie pomiaru temperatury gazu, który je otacza, gdy są aktywne. Wyniki zostały opublikowane niedawno w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Wizja artystyczna zimnej, ciężkiej czarnej dziury w centrum galaktyki, o masie 100 milionów razy większej od masy naszego Słońca, ogrzewającej swoje otoczenie do temperatury tysięcy stopni, w porównaniu z mniejszą, przegrzaną czarną dziurą i masie 10 razy większej od masy Słońca, ale zdolną do ogrzewania swojego otoczenia do temperatury milionów stopni.
Źródło: Gabriel Pérez Diaz, SMM-IAC.
Potwierdzenie istnienia czarnych dziur jest jednym z najbardziej podstawowych wyników w astrofizyce. Istnieje szeroki zakres mas czarnych dziur, od tych o masie gwiazdowej, które powstają w wyniku katastrofalnej fazy końcowej bardzo masywnych gwiazd i mają masy porównywalne z masami gwiazd, do supermasywnych czarnych dziur znajdujących się w centrach większości galaktyk.
Masa czarnej dziury jest na razie jedynym parametrem, który naukowcy są w stanie zmierzyć. Najnowszy artykuł Almudeny Prieto, badaczki z Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), przedstawia oryginalną metodę pomiaru mas czarnych dziur, od tych o masie gwiazdowej do supermasywnych, opartą na prostym pomiarze widma emisyjnego zjonizowanego gazu, który powstaje w otoczeniu czarnej dziury, gdy jest ona aktywna, tzn. gdy „wysysa” materię, która wpada w jej pole grawitacyjne.
Nowa metoda opiera się na teorii zaproponowanej po raz pierwszy w 1973 roku, zastosowanej do gwiazd podwójnych emitujących promieniowanie rentgenowskie, z których każda zawiera zwarty obiekt, zwykle czarną dziurę, oraz gwiazdę towarzyszącą. Metoda ta otwiera nową możliwość pomiaru masy czarnych dziur, zarówno tych o masie gwiazdowej, jak i o masie pośredniej oraz supermasywnych czarnych dziur – wyjaśnia badaczka. Jednocześnie, dzięki swoim teoretycznym podstawom, nowa metoda oferuje możliwość określenia spinu czarnej dziury, jak również jej masy.
Im mniejsza, tym gorętsza, im większa, tym chłodniejsza
Badania przyniosły również pewne wyniki, które zaskoczyły naukowców. Ciekawym wynikiem tej pracy, być może sprzecznym z intuicją, jest to, że im bardziej masywna czarna dziura, tym bardziej staje się nieaktywna i tym chłodniejszy jest ośrodek, który ją otacza – wyjaśnia Alberto Rodríguez Ardilla, badacz z Narodowego Laboratorium Astrofizycznego w Brazylii i współautor artykułu. Odwrotna sytuacja ma miejsce, gdy mają one mniejszą masę, wtedy są w stanie podgrzać otaczającą je materię do milionów stopni, ale tylko wtedy, gdy są aktywne – dodaje Rodríguez Ardilla.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
