Tervet taevast täidab hajus ja kõrge energiaga kuma: kosmilise röntgenpildi taust. Viimastel aastatel võisid astronoomid näidata, et seda kiirgust saab peaaegu täielikult seostada üksikute objektidega. Samamoodi lahendas Galileo Galilei 17. sajandi alguses Linnutee valguse üksikuteks tähtedeks. Röntgenkiirte taust pärineb sadadest miljonitest ülimassiivsetest mustadest aukudest, mis toituvad kaugete galaktikasüsteemide keskuste ainest. Kuna mustad augud aktiveerivad massi, jälgime neid kasvufaasis röntgen taustal. Tänapäeva universumis on praktiliselt kõigi läheduses asuvate galaktikate keskpunktis massiivsed mustad augud.
Kui mateeria tormab mööda musta augu kuristikku, kiireneb see kosmilise maelstromi ümber peaaegu valguse kiirusega ja kuumeneb nii tugevalt, et kiirgab enne seda oma viimast abipalvet suure energiaga kiirguse vormis. kaob igaveseks. Seetõttu on oletatavalt nähtamatud mustad augud universumi kõige helendavamate objektide hulgas, kui neid toidetakse hästi niinimetatud aktiivsete galaktikate keskustesse. Aines sisalduvad keemilised cal elemendid kiirgavad iseloomuliku lainepikkusega röntgenkiirte ja on seetõttu spektraalse sõrmejälje abil tuvastatavad. Elemendi raua aatomid on eriti kasulik diagnostikavahend, kuna seda metalli on kosmoses kõige rohkem ja see kiirgab kõige intensiivsemalt kõrgetel temperatuuridel.
Sarnaselt radaripüüduritele, millega politsei tuvastab kiiruseületamisega seotud autosid, saab Musta augu ümber tiirlevate rauaaatomite relativistlikku kiirust mõõta nende valguse lainepikkuse nihke abil. Einsteini spetsiaalse ja üldise relatiivsusteooria ennustatavate mõjude kombinatsiooni kaudu on siiski mustade aukude röntgenvalguses oodata iseloomulikult laiendatud asümmeetrilist jooneprofiili, st määritud sõrmejälge. Spetsiaalne relatiivsusteooria postuleerib, et liikuvad kellad jooksevad aeglaselt, ja üldrelatiivsus ennustab, et suurte masside läheduses käivad kellad aeglaselt. Mõlemad mõjud põhjustavad rauaaatomite kiirgatava valguse nihke elektromagnetilise spektri pikema lainepikkuse ossa. Kuid kui me vaatleme küljelt tsirkuleerivat ainet niinimetatud akordimisketas (joonis 1), näib meie poole liikuvate aatomite valgus nihkunud lühematele lainepikkustele ja palju eredamalt kui see, mis meist eemaldub. Need relatiivsustegurite mõjud on seda tugevamad, mida lähemale jõuab asi mustale augule. Kumera ruumiaja tõttu on need tugevaimad kiiresti pöörlevate mustade aukude korral. Viimastel aastatel on relativistlike rauajoonte mõõtmine olnud võimalik mõnes lähedalasuvas galaktikas - esimest korda 1995. aastal Jaapani ASCA satelliidi abil.
Nüüd uurivad teadlased Max-Plancki Maavälise Füüsika Instituudi Gther Ningeri koos Xavier Barconsi rühmaga Hispaania Santander Cantabria Instituudis ja Andy Fabian Cambridge'i astronoomia instituudis Cambridge'is on paljastanud rauaaatomite relativistlikult määrdunud sõrmejäljed röntgeni tausta umbes 100 kaugema musta augu keskmises röntgenvalguses (joonis 2). Astrofüüsikud kasutasid Euroopa Kosmoseagentuuri ESA röntgenvaatluskeskust XMM-Newton. Nad osutasid instrumendi enam kui 500 tunni vältel Big Dipperi tähtkujus asuvale väljale ja avastasid mitusada nõrka röntgenikiirguse allikat.
Universumi laienemise tõttu eemalduvad galaktikad meist kaugusega, suurenedes kiirusega, mida suureneb nende kaugus ja seega on nende spektraaljooned kõik erineva lainepikkusega; astronoomid pidid kõigepealt korrigeerima kõigi objektide röntgenvalgust Linnutee ülejäänud raami. Ameerika Keck-Teleskoobi abil saadi vajalikud mõõtmed enam kui 100 objekti jaoks. Pärast kõigi objektide valguse lisamist olid teadlased väga üllatunud ootamatult suure signaali ja rauajoone iseloomulikult laiendatud kuju üle.
Signaali tugevuse põhjal järeldasid nad raua aatomite osa akrediteeritud aines. Üllataval kombel on raua keemiline arvukus nende suhteliselt noorte mustade aukude toitumises umbes kolm korda suurem kui meie Päikesesüsteemis, mis oli loodud oluliselt hiljem. Varase Universumi galaktikate keskmetel pidi seetõttu olema eriti tõhus meetod raua tootmiseks, võib-olla seetõttu, et vägivaldne tähte moodustav aktiivsus aretab keemilised elemendid aktiivsetes galaktikates üsna kiiresti. Joone laius näitas, et rauaaatomid peavad kiirgama üsna musta augu lähedal, kooskõlas kiiresti keerlevate mustade aukudega. Seda järeldust leiavad kaudselt ka teised rühmad, kes võrdlesid röntgenpildi energiat lähedalasuvate galaktikate uinuvate mustade aukude kogumassiga.
Algne allikas: Max Plancki Seltsi uudisteade
Kas soovite oma arvuti töölaua tausta värskendada? Siin on mõned mustad taustpildid.
