Gravitaatiolinssi antoi Chandra-röntgen-kaukoputken mitata erittäin tarkasti mustan aukon pyörimisnopeuden yhdessä Pegasuksen tähdistössä olevissa galakseissa. Kävi ilmi, että se liikkuu akselin ympäri melkein yhtä nopeasti kuin valo, tutkijat kirjoittavat Astrophysical Journal -lehdessä.
Mikä tahansa suuri massa massa on vuorovaikutuksessa valon kanssa ja saa sen säteet taipumaan samalla tavalla kuin tavalliset optiset linssit. Tutkijat kutsuvat tätä vaikutusta painovoimaobjektiiviksi. Joissakin tapauksissa avaruuden kaarevuus auttaa tähtitieteilijöitä näkemään erittäin kaukana olevat kohteet - maailmankaikkeuden ensimmäiset galaksit ja niiden kvaasisydämet -, joita ei olisi mahdollista havaita maapallolta ilman painovoimaista "lisäystä".
Jos kaksi kvaasaria, galaksia tai muita esineitä on lähes tarkalleen peräkkäin maan tarkkailijoille, syntyy mielenkiintoinen ilmiö. Kauemmasta esineestä tuleva valo jakaa, kun se kulkee ensimmäisen esineen painovoimalinssin läpi. Tämän takia emme näe kahta, vaan viittä kirkasta pistettä, joista neljä ovat kaukaisemman kohteen kevyitä "kopioita".
Tätä rakennetta kutsutaan usein "Einsteinin ristiksi", koska suhteellisuusteoria ennustaa sen olemassaolon. Tärkeintä on, että sama teoria sanoo, että jokainen esineen kopio on kvasaarin, galaksin tai supernoovan "valokuva" elämänsä eri ajanjaksoina johtuen siitä, että heidän valonsa käyttivät eri määrän aikaa poistuakseen painovoimalinssistä.
Norjan (USA) Oklahoman yliopiston Xinyu Dai ja hänen kollegansa käyttivät Einsteinin risteitä ongelman ratkaisemiseksi, jonka monet muut tähtitieteilijät pitivät aikaisemmin mahdottomana - he pystyivät mittaamaan suoraan useiden supermassiivisten mustien reikien pyörimisnopeuden.
Aikaisemmin tällaiset mittaukset tehtiin vain epäsuorasti, koska mustinta reikää, valtavasta massastaan huolimatta, ei voida nähdä ja mitata. Dai ja hänen kollegansa kiinnittivät huomiota siihen, että sekä mustan reiän massa että pyörimisnopeus heijastuvat sen röntgenkuvien ulkonäössä ja kuinka suuressa alueella se syntyy.
Tämä alue on melkein yhtä pieni kuin itse mustan aukon tapahtumahorisontti, mikä tekee siitä käytännössä mahdotonta nähdä sitä normaaleissa olosuhteissa. Toisaalta "Einsteinin ristit" antavat sinun tehdä tämän, jos ne ovat päällekkäin toistensa tai muun tyyppisten gravitaatiolinssien kanssa.
Tämän idean ohjaamana astrofysiikit tutkivat "Chandran" ottamia valokuvia yötaivaalta ja löysivät viisi kvasaria kerralla, joiden valo vahvistui samalla tavalla. Yksi niistä, Q2237 + 0305, suurennettiin niin menestyksekkäästi, että tutkijat pystyivät mittaamaan mustan aukon pyörimisnopeuden ennätyksellisen suurella tarkkuudella.
Mainosvideo:
Tämä esine, joka sijaitsee Pegasuksen tähdistössä 8 miljardin valovuoden etäisyydellä Maasta, liikkuu akselillaan mahdottoman nopeasti, noin 70%: n valon nopeudesta. Uudet arviot osoittautuivat merkittävästi korkeammiksi kuin epäsuorasti saadut ennusteet, ja ne ovat vain 8% pienemmät kuin teorian sallima enimmäisarvo.
Tällaisen nopean kiertovaiheen vuoksi maa tai kaikki muut esineet, jotka sattuivat olemaan tämän mustan aukon läheisyydessä, pysyisivät vakaina eikä putoaisi siihen, vaikka ne olisivatkin vain 2-3 kertaa kauempana tapahtumahorisontista kuin etäisyys keskusta Q2237 + 0305 ja tämä kuvitteellinen viiva.
Mielenkiintoista, että muilla neljällä esineellä oli "normaali" pyörimisnopeus, joka oli noin puolet Q2237 + 0305: n pyörimisnopeudesta. Miksi näin on, tutkijat eivät voi vielä sanoa, mutta olettavat, että nämä erot heijastavat sitä, mitä heidän galakseilleen tapahtui kaukaisessa menneisyydessä.