Astronomi su pronašli prvi izravan dokaz da crna rupa rotira, još jednom potvrđujući Einsteinovu teoriju relativnosti. Do otkrića je došlo proučavanjem snažnih mlazova energije koje emitira crna rupa veličine Sunčevog sustava u središtu obližnje galaksije Messier 87. Ova crna rupa, nazvana M87, najviše je proučavana do danas i prva je izravno snimljeno 2019.
Astrofizičari su dugo predviđali da se crne rupe okreću, ali do sada je složenost vizualizacije svemirskih čudovišta otežavala dobivanje dokaza. Istraživači su svoje rezultate objavili 27. rujna u časopisu Nature.
"Nakon uspješnog snimanja crne rupe u ovoj galaksiji pomoću teleskopa Event Horizon (EHT), pitanje rotira li ova crna rupa ili ne, postalo je veliki problem za znanstvenike", rekao je u izjavi Kazuhiro Hada, astronom s Nacionalnog astronomskog opservatorija Japana. “Sada se očekivanje pretvorilo u povjerenje. Ova ogromna crna rupa se stvarno okreće."
Crne rupe imaju toliko jaku gravitacijsku silu da ništa (čak ni svjetlost) ne može pobjeći iz njihovih usta, ali to ne znači da ih se ne može vidjeti. To je zato što su aktivne crne rupe okružene akrecijskim diskovima -- ogromnim pramenovima materijala otrgnutog iz oblaka plina i zvijezda koji se trenjem zagrijavaju do užarenih temperatura dok spiralno ulaze u usta crne rupe.
Dio tog materijala je izbačen, tvoreći dva mlaza vrućeg materijala koji putuju brzinom od 99,9% brzine svjetlosti oko desetine vremena. Kako mlazovi crnih rupa dobivaju ogromnu energiju koja im je potrebna za to ostaje misterij, ali fizičari su koristili Einsteinovu opću teoriju relativnosti da bi sugerirali da bi je materijal mogao dobiti iz magnetskih polja svemirskih čudovišta ako se brzo vrte oko svoje osi.
Crne su rupe vjerojatno dobile dio svoje vrtnje od svojih najranijih dana kao zvijezde koje su, kad su se iznenada urušile prema unutra, postale poput klizača na ledu koji rastežu ruke da se brže vrte. S vremenom je ta rotacija vjerojatno rasla brže zbog učinka priljeva materije sa zvijezda koje su rastrgale crne rupe ili zbog katastrofalnih sudara s drugim masivnim objektima.
U potrazi za objašnjenjem ove nedostižne rotacije, astronomi su se okrenuli supermasivnoj crnoj rupi M87, golemoj praznini u prostor-vremenu koja koristi svoju masu (6,5 milijardi puta veću od Sunčeve) da povuče cijelu galaksiju prema sebi.
Proučavajući M87* s globalnom mrežom radioteleskopa od 2000. do 2022., astronomi su otkrili da mlazovi crne rupe otkucavaju naprijed-natrag poput metronoma označavajući 11-godišnji ciklus. To je pokazalo da crna rupa precesira, ili se njiše, na svojoj osi dok se okreće, poput vrtnje vrete.
"Uzbuđeni smo zbog ovog važnog otkrića", rekao je u izjavi glavni autor studije Cui Yuzhu, astronom u laboratoriju Zhejiang u Hangzhouu u Kini. "Budući da je udaljenost između crne rupe i diska relativno mala, a razdoblje precesije je oko 11 godina, akumulacija podataka visoke razlučivosti koji prate strukturu M87 tijekom dva desetljeća i pažljiva analiza ključni su za postizanje ovog postignuća."
Osim još jedne potvrde Einsteinove teorije, otkriće spina crne rupe otvara niz zanimljivih pitanja. Među njima su oni koji se odnose na to koji su katastrofalni događaji mogli uzrokovati brzu rotaciju, kao i mogućnost otkrivanja fotonskih sfera - slabog svjetlosnog prstena koji okružuje crnu rupu koji bi mogao pružiti važne tragove teoriji kvantne gravitacije.
Pročitajte također: