science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Kosmische röntgenstraling onthult een duidelijke signatuur van zwarte gaten

Krediet:CC0 Publiek Domein

Een internationaal team van astrofysici heeft kenmerkende kenmerken gevonden van de waarnemingshorizon van zwarte gaten, onmiskenbaar scheiden van neutronensterren, dat zijn objecten die qua massa en grootte vergelijkbaar zijn met zwarte gaten, maar opgesloten in een hard oppervlak. Dit is verreweg de sterkste constante signatuur van zwarte gaten met stellaire massa tot nu toe. Het team bestaande uit de heer Srimanta Banerjee en professor Sudip Bhattacharyya van het Tata Institute of Fundamental Research, Indië, en professor Marat Gilfanov en professor Rashid Sunyaev van het Max Planck Instituut voor Astrofysica, Duitsland en Space Research Institute van de Russische Academie van Wetenschappen, Rusland publiceert dit onderzoek in een paper dat is geaccepteerd voor publicatie in Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

Een zwart gat is een exotisch kosmisch object zonder hard oppervlak, voorspeld door Einsteins algemene relativiteitstheorie. Hoewel het geen oppervlak heeft, het is opgesloten binnen een onzichtbare grens, een gebeurtenishorizon genoemd, van binnenuit niets, niet eens licht, kan ontsnappen. Het definitieve bewijs van het bestaan ​​van dergelijke objecten is een heilige graal van de moderne natuurkunde en astronomie.

Slechts één superzwaar zwart gat - met een massa van meer dan 6 miljard keer de massa van de zon - is tot nu toe in beeld gebracht met behulp van de omringende straling in radiogolflengten. Maar stellaire zwarte gaten - met massa's van ongeveer tien keer de massa van de zon - zouden de ruimtetijd om hen heen minstens tienduizend biljoen keer meer moeten buigen dan zo'n superzwaar zwart gat. Dergelijke kleinere zwarte gaten zijn daarom onmisbaar om enkele extreme aspecten van de natuur te onderzoeken. Wanneer deze kleinere zwarte gaten met elkaar versmelten, ze kunnen worden afgeleid uit zwaartekrachtsgolven. Dergelijke golven zijn voorbijgaande gebeurtenissen, een fractie van een seconde duren en het is van enorm belang om een ​​definitief bewijs te hebben van het bestaan ​​van een stabiel zwart gat met stellaire massa, die voornamelijk in röntgenstralen schijnen door materiaal van een begeleidende ster te verslinden.

Een neutronenster, het dichtste bekende object in het universum met een hard oppervlak, kan ook in röntgenstraling schijnen door op een vergelijkbare manier materie van een begeleidende ster aan te trekken, gekenmerkt door een extreem hoog rendement van de omzetting van de rust-massa-energie mc 2 aan straling, van de orde van 20%. Om het bestaan ​​van stellaire zwarte gaten te bewijzen, men moet ze onderscheiden van zulke neutronensterren. De auteurs van dit onderzoek hebben precies dat gedaan. Met behulp van de archiefröntgengegevens van de nu ontmantelde astronomiesatelliet Rossi X-Ray Timing Explorer, ze hebben het effect van het ontbreken van een hard oppervlak op de waargenomen röntgenstraling geïdentificeerd, en hebben dus een extreem sterke signatuur gevonden van aangroeiende zwarte gaten met stellaire massa.