Gravitačné šošovky umožnili röntgenovému teleskopu Chandra veľmi presne zmerať rýchlosť rotácie čiernej diery v jednej z galaxií v súhvezdí Pegasus. Vedci napísali v Astrofyzikálnom časopise, že sa pohybuje okolo osi takmer tak rýchlo ako svetlo.
Akákoľvek veľká hmota interaguje so svetlom a spôsobuje, že sa jej lúče ohýbajú rovnakým spôsobom ako bežné optické šošovky. Vedci to nazývajú gravitačné šošovky. V niektorých prípadoch zakrivenie vesmíru pomáha astronómom vidieť ultra vzdialené objekty - prvé galaxie vo vesmíre a ich kvazarové jadrá - ktoré by boli neprístupné pre pozorovanie zo Zeme bez gravitačného „zväčšenia“.
Ak sú pozorovatelia na Zemi umiestnené takmer presne za sebou dva kvasary, galaxie alebo iné objekty, vzniká zaujímavý jav. Svetlo zo vzdialenejšieho objektu sa pri prechode cez gravitačnú šošovku prvého objektu rozdelí. Z tohto dôvodu neuvidíme dva, ale päť svetlých bodov, z ktorých štyri budú ľahkými „kópiami“vzdialenejšieho objektu.
Táto štruktúra sa často nazýva „Einsteinov kríž“, pretože jej existenciu predpovedá teória relativity. Najdôležitejšie je, že táto rovnaká teória hovorí, že každá kópia objektu bude „fotografiou“kvasaru, galaxie alebo supernovy v rôznych obdobiach ich života, pretože ich svetlo strávilo iné množstvo času na opustenie gravitačnej šošovky.
Xinyu Dai z University of Oklahoma v Normane (USA) a jeho kolegovia použili Einsteinove kríže na vyriešenie problému, ktorý mnohí ďalší astronómovia predtým považovali za nemožný - boli schopní priamo zmerať rýchlosť rotácie niekoľkých supermasívnych čiernych dier.
V minulosti sa takéto merania vykonávali iba nepriamo, pretože najčernejšiu dieru nemožno napriek jej obrovskej hmotnosti vidieť a merať. Dai a jeho kolegovia upozornili na skutočnosť, že hmotnosť aj rýchlosť rotácie čiernej diery sa odrážajú v tom, ako vyzerajú jej röntgenové lúče a ako veľká je oblasť, v ktorej sa narodila.
Táto oblasť je takmer taká malá ako samotný horizont udalostí čiernej diery, takže za normálnych podmienok je takmer nemožné ju vidieť. Na druhej strane, „Einsteinove kríže“vám to umožňujú, ak sú na sebe alebo na iné typy gravitačných šošoviek.
Na základe tejto myšlienky astrofyzici študovali fotografie nočnej oblohy získané pomocou „Chandra“a našli naraz päť kvasarov, ktorých svetlo bolo zosilnené podobným spôsobom. Jeden z nich, Q2237 + 0305, bol zväčšený tak úspešne, že vedci dokázali zmerať rýchlosť rotácie čiernej diery s rekordne vysokou presnosťou.
Propagačné video:
Tento objekt, ktorý sa nachádza v súhvezdí Pegasus vo vzdialenosti 8 miliárd svetelných rokov od Zeme, sa pohybuje neuveriteľne rýchlo, okolo 70% rýchlosti svetla. Nové odhady sa ukázali byť výrazne vyššie ako predpovede získané nepriamo a sú iba o 8% nižšie ako maximálna hodnota povolená teóriou.
Vďaka takejto rýchlej rotácii by Zem alebo akékoľvek iné objekty v blízkosti tejto čiernej diery zostali stabilné a nespadli by na ňu, aj keby boli len 2-3 - krát vzdialenejšie od horizontu udalostí, ako je vzdialenosť medzi centrum Q2237 + 0305 a túto imaginárnu líniu.
Je zaujímavé, že ďalšie štyri objekty mali „normálnu“rýchlosť rotácie, ktorá bola približne polovičná oproti rýchlosti Q2237 + 0305. Prečo tomu tak je, vedci zatiaľ nemôžu povedať, ale predpokladajú, že tieto rozdiely odrážajú to, čo sa stalo s ich galaxiami v dávnej minulosti.