Jeśli wiesz, czym jest czarna dziura, prawdopodobnie zdajesz sobie sprawę, że może zawierać tyle masy, co miliardy gwiazd, skompresowanych do znacznie mniejszej przestrzeni i mieć tak silne przyciąganie grawitacyjne, że nawet światło nie może uciec z jej uścisku.
Ale nawet jeśli nie można zajrzeć do czarnej dziury, możliwe jest zobaczenie światła dochodzącego zza niej. W artykule opublikowanym 28 lipca 2021 r. w czasopiśmie naukowym Nature naukowcy z Uniwersytetu Stanforda, Uniwersytetu Penn State i Holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych (SRON) opisują pierwszą w historii obserwację światła emitowanego z drugiej strony supermasywnej czarna dziura zlokalizowana w I Zwicky 1, galaktyce oddalonej o 800 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Naukowcy wykorzystali teleskopy kosmiczne Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) XMM-Newton i NASA NuSTAR, aby spojrzeć w okolice odległej czarnej dziury, która ma średnicę 18,6 miliona mil (30 milionów kilometrów) i zawiera około 10 milionów razy większą masa naszego słońca, według strony internetowej ESA.
Podczas tych prac główny badacz zespołu, astrofizyk z Uniwersytetu Stanforda, Dan Wilkins, zaobserwował jasne rozbłyski promieniowania rentgenowskiego pochodzącego od gazu wpadającego do czarnej dziury, zgodnie z komunikatem prasowym Stanforda. Ale potem zauważył coś nieoczekiwanego — małe błyski promieni rentgenowskich, które różniły się „kolorem”, terminem używanym do opisania intensywności.
Wzorzec błysków wskazywał, że promienie rentgenowskie były odbijane zza czarnej dziury, gdy supermasywny obiekt zniekształcał czasoprzestrzeń i zakrzywiał światło – zjawisko, które zostało przewidziane przez ogólną teorię względności fizyka teoretycznego Alberta Einsteina (ogólną teorię względności), opublikowaną w 1915 roku, ale do tej pory nigdy nie potwierdzoną.
„Żadne światło, które wpada do tej czarnej dziury, nie wychodzi, więc nie powinniśmy być w stanie zobaczyć niczego, co znajduje się za czarną dziurą”, Wilkins, naukowiec z Instytutu Astrofizyki Cząstek i Kosmologii Kavli w Stanford i SLAC National Accelerator Laboratory, wyjaśnia w komunikacie prasowym.
Jest to jednak kolejna dziwna cecha czarnej dziury, która umożliwia tę obserwację. „Powodem, dla którego to widzimy, jest to, że czarna dziura zakrzywia przestrzeń, zaginając światło i skręcając wokół siebie pola magnetyczne” – powiedział Wilkins.
Podczas gdy astrofizycy zaczęli wiele lat temu spekulować na temat tego, jak pole magnetyczne może zachowywać się w pobliżu czarnej dziury, „nie mieli pojęcia, że pewnego dnia możemy mieć techniki, które pozwolą nam to bezpośrednio zaobserwować i zobaczyć w działaniu ogólną teorię względności Einsteina”. Współautorzy artykułu, profesor fizyki ze Stanford, Roger Blandford, powiedzieli w komunikacie.
Naukowcy początkowo postanowili zbadać inny aspekt czarnych dziur. Kiedy gaz jest wciągany do supermasywnej czarnej dziury, przegrzewa się do milionów stopni, powodując oddzielanie elektronów od atomów i tworzenie namagnesowanej plazmy, która krąży wysoko nad dziurą, kręci się i pęka w sposób przypominający koronę słoneczną.
Wysiłki naukowców, aby poznać więcej koron czarnych dziur, będą kontynuowane, a jednym z narzędzi będzie obserwatorium rentgenowskie Athena (Advanced Telescope for High-Energy Astrophysics).
