Kosmiske røntgenstråler afslører en tydelig signatur af sorte huller

Et internationalt hold af astrofysikere har fundet karakteristiske signaturer af sorte huls begivenhedshorisonter, umiskendeligt adskille dem fra neutronstjerner, som er objekter, der kan sammenlignes med sorte huller i masse og størrelse, men begrænset inden for en hård overflade. Dette er langt den stærkeste stabile signatur af stjerne-masse sorte huller til dato. Holdet bestående af Mr. Srimanta Banerjee og professor Sudip Bhattacharyya fra Tata Institute of Fundamental Research, Indien, og professor Marat Gilfanov og professor Rashid Sunyaev fra Max Planck Institute for Astrophysics, Tyskland og det russiske videnskabsakademis rumforskningsinstitut, Rusland offentliggør denne forskning i et papir, der er blevet accepteret til offentliggørelse i Månedlige meddelelser fra Royal Astronomical Society .

Et sort hul er et eksotisk kosmisk objekt uden en hård overflade forudsagt af Einsteins generelle relativitetsteori. Selvom det ikke har en overflade, det er begrænset inden for en usynlig grænse, kaldet en begivenhedshorisont, hvorfra intet, ikke engang lys, kan undslippe. Det endelige bevis for eksistensen af ​​sådanne objekter er en hellig gral af moderne fysik og astronomi.

Kun ét supermassivt sort hul - med en masse mere end 6 milliarder gange Solens masse - er indtil videre blevet afbildet ved hjælp af den omgivende stråling i radiobølgelængder. Men sorte huller med stjernemasse - med masser på omkring ti gange Solens masse - burde bøje rumtiden omkring dem mindst ti tusind billioner gange mere, end et så supermassivt sort hul gør. Sådanne mindre sorte huller er derfor uundværlige for at undersøge nogle ekstreme aspekter af naturen. Når disse mindre sorte huller smelter sammen med hinanden, de kunne udledes af gravitationsbølger. Sådanne bølger er forbigående begivenheder, varer i en brøkdel af et sekund, og det er af enorm interesse at have et endeligt bevis for eksistensen af ​​et stabilt sort hul med stjernemasse, som hovedsageligt skinner i røntgenstråler ved at fortære materiale fra en ledsagerstjerne.

En neutronstjerne, det tætteste kendte objekt i universet med en hård overflade, kan også skinne i røntgenstråler ved at samle stof fra en ledsagerstjerne på lignende måde, kendetegnet ved ekstremt høj effektivitet ved omdannelse af hvilemasseenergien mc ² til stråling, af størrelsesordenen 20 %. For at bevise eksistensen af ​​sorte huller med stjernemasse, man er nødt til at skelne dem fra sådanne neutronstjerner. Forfatterne af denne forskning har gjort præcis det. Ved at bruge de arkiverede røntgendata fra den nu nedlagte astronomi-satellit Rossi X-Ray Timing Explorer, de har identificeret virkningen af ​​manglen på hård overflade på den observerede røntgenstråling, og har således fundet en ekstrem stærk signatur af tiltagende sorte huller med stjernemasse.