Astrofysici van de Staatsuniversiteit van Moskou hebben een nieuwe manier gevonden om de massa van superzware zwarte gaten buiten onze melkweg te schatten. ook al zijn ze nauwelijks waarneembaar. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Astronomie en astrofysica .

Zwarte gaten zijn hypothetische objecten waarvan de aantrekkingskracht zo groot is dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Het bestaan ​​van zwarte gaten volgt uit de oplossingen van Einsteins vergelijkingen. Wetenschappers hebben herhaaldelijk het resultaat waargenomen van interacties van zwarte gaten met de omringende materie, bijvoorbeeld, gas dat in het zwarte gat valt.

"Als een zwart gat een stof absorbeert, er is sprake van een zogenaamde accretie. Door wrijving en verhitting, het veroorzaakt straling, waardoor we het object indirect kunnen zien en zeggen dat dit een zwart gat is, " legde Elena Seifina uit, de leidende onderzoeker van de SAI MSU. "Als zwarte gaten niet zo'n herlading hebben, dan mogen we hun bestaan ​​niet eens vermoeden."

Om de aard van zulke "slapende" zwarte gaten te begrijpen, astronomen onder leiding van Elena Seifina wendden zich tot verschillende uitbraken van extragalactische bronnen. Een van hen, Swift J1644 + 57, werd in 2011 gelijktijdig waargenomen door verschillende kosmische observatoria (RXTE, Swift en Suzaku) in het röntgen- en gammastraalbereik.

Aanvankelijk, wetenschappers dachten dat ze een andere gammastraaluitbarsting (GRB) zagen die vergelijkbaar was met die waargenomen in afgelegen sterrenstelsels in het moeilijkste bereik van het elektromagnetische spectrum. Echter, de uitstraling van dergelijke opflakkeringen verdwijnt meestal binnen een dag of twee, hoewel het geval van Swift J1644 + 57 anders was. "De BAT-tool bij de Swift-satelliet was erop gericht en zag dat twee dagen later, de plons werd nog helderder. De hele uitbarsting werd twee jaar geobserveerd en toen ging het uit, ' legde Elena Seifina uit.

Astronomen sloten het object uit van de GRB-lijst en vermoedden dat ze de getijdenvernietiging van de ster door een superzwaar zwart gat observeerden. Een ster die op korte afstand van een zwart gat vliegt, ondergaat getijdenvernietiging. In dit geval, zijn materie valt niet meteen op het zwarte gat, maar vormt een tijdelijke accretieschijf die helder gloeit en vanaf de aarde kan worden gezien.

Eerder, de enige manier om de massa van een zwart gat in het centrum van dergelijke accretieschijven te meten was om de maximale helderheid van de schijf te schatten, aangenomen dat er een evenwicht is tussen de druk van elektromagnetische straling en de zwaartekracht in de schijf.

In haar proefschrift, Elena Seyfina documenteerde waarnemingen van soortgelijke uitbarstingen met zwarte gaten, zowel in onze melkweg als daarbuiten, en meldde dat de kanteling van het röntgenspectrum verandert tijdens de toename van de helderheid. Ze vond specifieke kenmerken van het spectrum die duidelijk duiden op de aanwezigheid van zwarte gaten in deze objecten. De wetenschappers gingen ervan uit dat als de vormen (of de evolutie van de vorm) van de spectra van dergelijke fakkels vergelijkbaar zijn, dan zijn de processen die daarin plaatsvinden ook vergelijkbaar, en de normalisatie van de spectra wordt alleen bepaald door variabele afstanden tot de objecten en hun massa.

De overeenkomst opmerken tussen de sporen (de afhankelijkheid van de spectrale helling van de accretiesnelheid) van bekende objecten en de sporen verkregen in nieuwe extragalactische fakkels, de wetenschappers suggereerden dat ze ook worden veroorzaakt door sterren die worden verscheurd door zwarte gaten. Hierdoor konden ze onzichtbare zwarte gaten op een nieuwe manier wegen, ze te vergelijken met galactische zwarte gaten van bekende massa.

Dus, een nieuwe methode voor het wegen van slapende extragalactische zwarte gaten stelt onderzoekers in staat gegevens te gebruiken van bekende galactische objecten zoals, bijvoorbeeld, Cygnus X-1, met een zwart gat in het midden. "Berekeningen toonden aan dat Swift J1644 + 57 een superzwaar zwart gat bevatte met een massa van 7×10 ⁶ zonnemassa's. Dit is een object dat we niet zien, maar die een hoge helderheid biedt vanwege het sterke zwaartekrachtsveld en een accretieschijf eromheen, " legde Elena Seifina uit, de auteur van de krant.

Eerder, de beoordeling van superzware zwarte gatmassa's maakte ook gebruik van ultraviolet, maar voor de nieuwe methode, het röntgenbereik is voldoende. Wetenschappers hopen dat de veelzijdigheid van de nieuwe methode nuttig zal zijn bij het beoordelen van de massa van verschillende extragalactische objecten, zoals de kernen van Seyfert-sterrenstelsels en andere, waar traditionele methoden in principe niet werken.