Een internationaal team onder leiding van onderzoekers van de Oxford University Physics heeft bewezen dat Einstein gelijk had met een belangrijke voorspelling over zwarte gaten. Met behulp van röntgengegevens om Einsteins zwaartekrachttheorie te testen, levert hun onderzoek het eerste observationele bewijs dat er rond zwarte gaten een ‘duikgebied’ bestaat:een gebied waar materie niet langer rond het gat draait en in plaats daarvan recht naar binnen valt. Bovendien ontdekte het team dat dit gebied enkele van de sterkste zwaartekrachtkrachten uitoefent die tot nu toe in de Melkweg zijn geïdentificeerd. De bevindingen zijn gepubliceerd in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

De nieuwe bevindingen maken deel uit van uitgebreid onderzoek naar opmerkelijke mysteries rond zwarte gaten door astrofysici van de Oxford University Physics. Deze studie concentreerde zich op kleinere zwarte gaten relatief dicht bij de aarde, met behulp van röntgengegevens verzameld door NASA's in de ruimte gestationeerde Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) en Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) telescopen. Later dit jaar hoopt een tweede team uit Oxford dichter bij de opname van de eerste video's van grotere, verder weg gelegen zwarte gaten te komen, als onderdeel van een Europees initiatief.

Anders dan in de zwaartekrachttheorie van Newton stelt de theorie van Einstein dat het voor deeltjes onmogelijk is om veilig cirkelvormige banen te volgen als ze zich voldoende dicht bij een zwart gat bevinden. In plaats daarvan "duiken" ze snel in de richting van het zwarte gat, bijna met de snelheid van het licht. Het Oxford-onderzoek heeft dit gebied voor het eerst diepgaand onderzocht, waarbij gebruik werd gemaakt van röntgengegevens om een ​​beter inzicht te krijgen in de kracht die door zwarte gaten wordt gegenereerd.

“Dit is de eerste blik op hoe plasma, afgepeld van de buitenrand van een ster, zijn definitieve val in het centrum van een zwart gat ondergaat, een proces dat plaatsvindt in een systeem op ongeveer tienduizend lichtjaar afstand”, aldus dr. Andrew Mummery. , van Oxford University Physics, die de studie leidde. "Wat echt opwindend is, is dat er veel zwarte gaten in de Melkweg zijn, en dat we nu een krachtige nieuwe techniek hebben om ze te gebruiken om de sterkste bekende zwaartekrachtvelden te bestuderen."

“Einsteins theorie voorspelde dat deze definitieve sprong zou bestaan, maar dit is de eerste keer dat we hebben kunnen aantonen dat dit gebeurt,” vervolgde Dr. Mummery. "Zie het als een rivier die in een waterval verandert. Tot nu toe hebben we naar de rivier gekeken. Dit is onze eerste aanblik van de waterval."

"Wij geloven dat dit een opwindende nieuwe ontwikkeling vertegenwoordigt in de studie van zwarte gaten, waardoor we dit laatste gebied eromheen kunnen onderzoeken. Alleen dan kunnen we de zwaartekracht volledig begrijpen", voegde Mummery eraan toe. ‘Deze laatste plasmastoot vindt plaats aan de uiterste rand van een zwart gat en laat zien dat materie in zijn sterkst mogelijke vorm reageert op de zwaartekracht.’

Astrofysici proberen al een tijdje te begrijpen wat er dicht bij het oppervlak van het zwarte gat gebeurt en doen dit door schijven van materiaal te bestuderen die eromheen draaien. Er is een laatste gebied in de ruimtetijd, bekend als het duikgebied, waar het onmogelijk is om een ​​laatste afdaling in het zwarte gat te stoppen en de omringende vloeistof feitelijk gedoemd is.

Er wordt al decennialang gedebatteerd tussen astrofysici over de vraag of het zogenaamde duikgebied detecteerbaar zou zijn. Het team uit Oxford heeft de afgelopen jaren modellen hiervoor ontwikkeld en demonstreert in het zojuist gepubliceerde onderzoek de eerste bevestigde detectie ervan, gevonden met behulp van röntgentelescopen en gegevens van het Internationale Ruimtestation.

Terwijl deze studie zich richt op kleine zwarte gaten dichter bij de aarde, maakt een tweede onderzoeksteam van de Oxford University Physics deel uit van een Europees initiatief om een ​​nieuwe telescoop te bouwen, de Africa Millimeter Telescope, die ons vermogen om directe beelden van zwarte gaten te maken enorm zou vergroten. . Er is al meer dan 10 miljoen euro aan financiering binnengehaald, waarvan een deel verschillende eerste doctoraten in de astrofysica voor de Universiteit van Namibië zal ondersteunen, in nauwe samenwerking met het team van de Oxford Physics University.

De nieuwe telescoop zal naar verwachting voor het eerst observatie en filmen van grote zwarte gaten in het centrum van ons eigen sterrenstelsel, maar ook ver daarbuiten, mogelijk maken. Net als bij de kleine zwarte gaten wordt verwacht dat grote zwarte gaten een zogenaamde ‘gebeurtenishorizon’ hebben, waarbij materiaal vanuit de ruimte naar hun centrum wordt gesleept in een spiraal terwijl het zwarte gat ronddraait. Deze vertegenwoordigen bijna onvoorstelbare energiebronnen en het team hoopt ze voor het eerst te kunnen observeren en filmen.

De studie "Continuum emissie from inside the plunging region of black hole disks" is gepubliceerd in Monthly Notices of the Astronomical Society.