Naukowcy potwierdzają przewidywania Einsteina. Zaskakujące informacje o czarnych dziurach

Według ogólnej teorii względności Einsteina istnieje punkt, w którym materia przestaje krążyć wokół czarnej dziury i gwałtownie spada do miejsca, z którego nie ma już powrotu. Teraz astronomowie, analizując dane rentgenowskie jednej z czarnych dziur, w końcu znaleźli dowód na istnienie tzw. obszaru zanurzenia.

- Teoria Einsteina przewidywała, że nastąpi ostateczny spadek materii, ale po raz pierwszy byliśmy w stanie wykazać, że tak się dzieje. Pomyśl o tym jak o rzece zamieniającej się w wodospad - do tej pory patrzyliśmy na rzekę. To jest nasz pierwszy widok na wodospad - mówi fizyk teoretyczny Andrew Mummery z Uniwersytetu Oksfordzkiego w Wielkiej Brytanii.

Jak wskazują naukowcy, materia, która zmierza w kierunku czarnej dziury, nie porusza się po linii prostej, lecz krąży wokół niej, ku jej środka. Badanie czarnych dziur jest ekstremalnie trudne, ponieważ zakrzywia ona czasoprzestrzeń i fałszuje wyniki. Dekady temu Einstein przewidywał, że materia krążąca wokół środka czarnej dziury w końcu przestanie poruszać się po stabilnej orbicie kołowej i "spadnie" do jej środka tak jak woda do odpływu.

By odkryć "punkt, z którego nie ma powrotu" naukowcy opracowali szczegółowe symulacje oraz modele, które przedstawiają tzw. obszar zanurzenia w czarnej dziurze, by ujawnić rodzaj emitowanego wówczas światła. Następnie poszukiwali dowodów obserwacyjnych, które zawierałyby tę samą emisję.

W końcu to się udało. Wyjątkowe światło zostało zaobserwowane w układzie MAXI J1820+070, który oddalony jest od nas o około 10 000 lat świetlnych. Mieści się w nim czarna dziura o masie około 8,5 mas Słońca, a także układ podwójny gwiazd towarzyszących. Czarna dziura stopniowo pochłania materię z tych obiektów.

Naukowcy skupili się na zarejestrowanym w 2018 roku rozbłysku. Wcześniej wraz z rozbłyskiem wykryto tutaj dodatkową poświatę, której nie można było wytłumaczyć. Właśnie ona wskazała wspomniany wcześniej "kosmiczny odpływ".

- To, co jest naprawdę ekscytujące, to fakt, że w galaktyce jest wiele czarnych dziur, a my mamy teraz nową, potężną technikę wykorzystania ich do badania najsilniejszych znanych pól grawitacyjnych. Wierzymy, że stanowi to ekscytujący nowy postęp w badaniu czarnych dziur, pozwalający nam analizować ten ostatni obszar wokół nich — mówi Mummery.

Dodaje: - Tylko wtedy możemy w pełni zrozumieć siłę grawitacji. To końcowe zanurzenie plazmy ma miejsce na samym skraju czarnej dziury i pokazuje materię reagującą na grawitację w jej najsilniejszej możliwej formie.

Wyniki badań zostały opublikowane w czasopiśmie Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.