Gravitační čočka umožnila rentgenovému dalekohledu Chandra velmi přesně měřit rychlost rotace černé díry v jedné z galaxií v souhvězdí Pegasus. Ukázalo se, že se pohybuje kolem osy téměř stejně rychle jako světlo, píšou vědci v Astrophysical Journal.
Jakákoli velká hmota interaguje se světlem a způsobuje, že se jeho paprsky ohýbají stejným způsobem jako běžné optické čočky. Vědci nazývají tento efekt gravitační čočky. V některých případech zakřivení vesmíru pomáhá astronomům vidět ultra-vzdálené objekty - první galaxie ve vesmíru a jejich kvazarová jádra - která by byla nepřístupná pro pozorování ze Země bez gravitačního „zvětšení“.
Jsou-li dva kvasary, galaxie nebo jiné objekty umístěny téměř přesně jeden za druhým pro pozorovatele na Zemi, vzniká zajímavý jev. Při průchodu gravitační čočkou prvního objektu se rozdělí světlo ze vzdálenějšího objektu. Z tohoto důvodu neuvidíme dva, ale pět jasných bodů, z nichž čtyři budou lehkými „kopiemi“vzdálenějšího objektu.
Tato struktura se často nazývá „Einsteinův kříž“, protože její existence je předpovídána teorií relativity. Nejdůležitější je, že tato stejná teorie říká, že každá kopie předmětu bude „fotografií“kvasaru, galaxie nebo supernovy v různých obdobích jejich života, protože jejich světlo strávilo jiné množství času, aby opustilo gravitační čočku.
Xinyu Dai z University of Oklahoma v Normanu (USA) a jeho kolegové použili Einsteinovy kříže k vyřešení problému, o kterém si mnozí astronomové dříve mysleli, že je nemožné - byli schopni přímo změřit rychlost rotace několika superhmotných černých děr.
V minulosti byla taková měření prováděna pouze nepřímo, protože nejčernější díra, navzdory své obrovské hmotnosti, není vidět a měřit. Dai a jeho kolegové upozornili na skutečnost, že jak hmotnost, tak rychlost rotace černé díry se odráží v tom, jak vypadají její rentgenové paprsky a jak velká je oblast, kde se rodí.
Tato oblast je téměř tak malá jako samotný horizont události černé díry, takže je za normálních podmínek prakticky nemožné ji vidět. Na druhé straně, „Einsteinovy kříže“vám to umožňují, pokud jsou na sebe nebo na jiné typy gravitačních čoček.
Na základě této myšlenky astrofyzici studovali fotografie noční oblohy získané „Chandrou“a našli pět kvazarů najednou, jejichž světlo bylo podobným způsobem zesíleno. Jeden z nich, Q2237 + 0305, byl zvětšen tak úspěšně, že vědci dokázali měřit rychlost rotace černé díry s rekordně vysokou přesností.
Propagační video:
Tento objekt, který se nachází v souhvězdí Pegasus ve vzdálenosti 8 miliard světelných let od Země, se pohybuje na své ose s neuvěřitelně rychlou, asi 70% rychlosti světla. Ukázalo se, že nové odhady jsou výrazně vyšší než nepřímo získané předpovědi a jsou pouze o 8% nižší než maximální hodnota povolená teorií.
Díky takové rychlé rotaci by Země nebo jakékoli jiné objekty, které se náhodou ocitly v blízkosti této černé díry, zůstaly stabilní a nespadly by na ni, i kdyby byly jen 2-3krát vzdálenější od horizontu události než centrum Q2237 + 0305 a tuto imaginární linii.
Je zajímavé, že ostatní čtyři objekty měly "normální" rychlost rotace, která byla asi poloviční než rychlost Q2237 + 0305. Proč tomu tak je, vědci zatím nemohou říci, ale předpokládají, že tyto rozdíly odrážejí to, co se stalo s jejich galaxiemi v dávné minulosti.