Gegevens van MAXI J1820+070 (MAXI J1820), een binair systeem met zwarte gaten, hebben krachtige ondersteuning geboden voor de algemene relativiteitstheorie van Albert Einstein over hoe materie in een zwart gat valt. Dit systeem bestaat uit een zwart gat en een begeleidende ster, en de observatie van specifieke gebeurtenissen die bekend staan ​​als ‘getijdenverstoringen’ heeft onderzoekers in staat gesteld de voorspellingen van Einstein nauwkeurig te testen.

Getijdenverstoringen treden op wanneer een ster te dicht bij een superzwaar zwart gat komt. De immense zwaartekracht van het zwarte gat scheurt de ster uit elkaar en vormt een stroom puin die naar het zwarte gat valt. MAXI J1820 is een bijzonder interessant geval omdat het een zwart gat met een middelmatige massa herbergt met een massa die honderden malen groter is dan die van de zon, waardoor het een ideaal testbed is voor het bestuderen van sterke zwaartekracht.

De theorie van Einstein voorspelt dat materie die in een zwart gat valt, röntgen- en gammastraling moet uitzenden als gevolg van het vrijkomen van potentiële zwaartekrachtenergie. Het specifieke patroon en de timing van deze emissies zijn afhankelijk van de kenmerken van het zwarte gat en de invallende materie.

Waarnemingen van MAXI J1820, verkregen met behulp van faciliteiten zoals het Neil Gehrels Swift Observatorium van NASA, de XMM-Newton-satelliet van de European Space Agency en verschillende telescopen op de grond, hebben gedetailleerde lichtcurven en spectra van de getijdenverstoring onthuld. Deze waarnemingen komen opmerkelijk goed overeen met de theoretische voorspellingen van Einsteins algemene relativiteitstheorie.

De gegevens laten een duidelijke piek zien in de röntgen- en gammastraling, bekend als de ‘primaire piek’, gevolgd door een ‘plateau’-fase en vervolgens een geleidelijke afname van de helderheid. Deze kenmerken komen overeen met verschillende stadia van het getijdenverstoringsproces, waarbij materiestromen in het zwarte gat vallen en het systeem evolueert.

Bovendien laten de waarnemingen een sterke correlatie zien tussen de waargenomen helderheid van de getijdenverstoring en de massa van het zwarte gat, zoals voorspeld door de algemene relativiteitstheorie. Deze relatie ondersteunt het idee dat de waargenomen verschijnselen inderdaad worden veroorzaakt door de zwaartekrachten nabij een zwart gat.

De gedetailleerde studie van MAXI J1820 heeft sterk observationeel bewijs opgeleverd ter ondersteuning van Einsteins algemene relativiteitstheorie en ons huidige begrip van hoe materie zich gedraagt ​​in de extreme zwaartekrachtomgeving rond zwarte gaten. Het toont de kracht van het bestuderen van zulke extreme astrofysische gebeurtenissen om onze kennis van de fundamentele natuurkunde te verdiepen.