Astronomer har funnet det første direkte beviset på at et sort hull roterer, noe som igjen bekrefter Einsteins relativitetsteori. Oppdagelsen ble gjort ved å studere de kraftige energistrålene som sendes ut av et sort hull på størrelse med solsystemet i sentrum av den nærliggende galaksen Messier 87. Dette sorte hullet, kalt M87, er det mest studerte til dags dato og det første som er direkte avbildet i 2019.
Astrofysikere har lenge spådd at sorte hull roterer, men til nå har kompleksiteten med å visualisere rommonstre gjort det vanskelig å få bevis. Forskerne publiserte resultatene sine 27. september i tidsskriftet Nature.
"Etter å ha avbildet et sort hull i denne galaksen ved hjelp av Event Horizon-teleskopet (EHT), spørsmålet om hvorvidt dette sorte hullet roterer eller ikke har blitt et stort problem for forskere," sa Kazuhiro Hada, en astronom ved National Astronomical Observatory of Japan, i en uttalelse. «Nå har forventningene blitt til selvtillit. Dette gigantiske sorte hullet snurrer virkelig."
Sorte hull har en så sterk gravitasjonskraft at ingenting (ikke engang lys) kan slippe ut av munnen deres, men det betyr ikke at de ikke kan sees. Det er fordi aktive sorte hull er omgitt av akkresjonsskiver - enorme plumer av materiale revet fra gassskyer og stjerner som varmes opp til rødglødende temperaturer ved friksjon når de spirerer inn i munnen til det sorte hullet.
Noe av dette materialet kastes ut, og danner to stråler av varmt materiale som beveger seg med 99,9 % av lysets hastighet omtrent en tidel av tiden. Hvordan svarte hulls jetfly får den massive energien de trenger for å gjøre dette forblir et mysterium, men fysikere brukte Einsteins generelle relativitetsteori for å antyde at materialet kunne få det fra magnetfeltene til rommonstre hvis de snurrer raskt rundt aksene sine.
Svarte hull har sannsynligvis fått noe av spinn fra de tidligste dagene som stjerner som, når de plutselig kollapset innover, ble som skøyteløpere som strakte armene for å snurre raskere. Over tid vokste denne rotasjonen sannsynligvis raskere på grunn av effekten av tilstrømningen av materie fra stjerner revet i stykker av sorte hull eller fra katastrofale kollisjoner med andre massive objekter.
På jakt etter en forklaring på denne unnvikende rotasjonen, vendte astronomene seg til det supermassive sorte hullet M87, et stort gap i rom-tid som bruker massen sin (6,5 milliarder ganger Solens) til å trekke en hel galakse mot seg selv.
Ved å studere M87* med et globalt nettverk av radioteleskoper fra 2000 til 2022, fant astronomer at det sorte hullets jetfly tikket frem og tilbake som en metronom som markerte en 11-års syklus. Dette viste at det sorte hullet precesserer, eller vingler, på sin akse mens det snurrer, som en snurrevad.
"Vi er spente på denne viktige oppdagelsen," sa hovedstudieforfatter Cui Yuzhu, en astronom ved Zhejiang-laboratoriet i Hangzhou, Kina, i en uttalelse. "Fordi separasjonen mellom det sorte hullet og platen er relativt liten og presesjonsperioden er omtrent 11 år, er akkumulering av høyoppløselige data som sporer strukturen til M87 over to tiår og nøye analyse avgjørende for å oppnå denne prestasjonen."
I tillegg til en annen bekreftelse av Einsteins teori, reiser oppdagelsen av spinnet til et sort hull en rekke interessante spørsmål. Blant dem er de relatert til hvilke katastrofale hendelser som kunne ha forårsaket den raske rotasjonen, samt muligheten for å oppdage fotonkuler - en svak ring av lys som omgir et svart hull som kan gi viktige ledetråder til teorien om kvantetyngdekraften.
Les også: