Sort hul bøjer lyset tilbage på sig selv

Du har måske hørt, at intet undslipper gravitationsgrebet af et sort hul, ikke engang lys. Dette er sandt i umiddelbar nærhed af et sort hul, men lidt længere ude - i skiver af materiale, der hvirvler rundt om nogle sorte huller - kan lys undslippe. Faktisk, dette er grunden til, at aktivt voksende sorte huller skinner med strålende røntgenstråler.

Nu, en ny undersøgelse accepteret til offentliggørelse i The Astrophysical Journal giver bevis for, at faktisk, ikke alt det lys, der strømmer fra et sort huls omgivende skive, slipper let ud. Noget af det giver efter for det sorte huls monstrøse træk, vender tilbage, og så til sidst hopper af disken og undslipper.

"Vi observerede lys, der kom fra meget tæt på det sorte hul, der forsøgte at undslippe, men bliver i stedet trukket tilbage af det sorte hul som en boomerang, " siger Riley Connors, hovedforfatter af det nye studie og en postdoc ved Caltech. "Dette er noget, der blev forudsagt i 1970'erne, men var ikke blevet vist før nu."

De nye resultater blev gjort mulige ved at kæmme gennem arkivobservationer fra NASAs nu hedengangne ​​Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) mission, som sluttede i 2012. Forskerne så specifikt på et sort hul, der kredser om af en sollignende stjerne; sammen, parret hedder XTE J1550-564. Det sorte hul "føder" denne stjerne, trække materiale op på en flad struktur omkring det kaldet en tilvækstskive. Ved at se nøje på røntgenlyset, der kommer fra disken, mens lyset spiraler mod det sorte hul, holdet fandt aftryk, der indikerer, at lyset var blevet bøjet tilbage mod disken og reflekteret.

"Disken lyser i bund og grund sig selv, " siger medforfatter Javier Garcia, en forskningsassistent i fysik ved Caltech. "Teoretikere havde forudsagt, hvilken brøkdel af lyset der ville bøje tilbage på skiven, og nu, for første gang, vi har bekræftet disse forudsigelser."

Forskerne siger, at de nye resultater tilbyder endnu en indirekte bekræftelse af Albert Einsteins generelle relativitetsteori, og vil også hjælpe med fremtidige målinger af sorte hullers spinhastigheder, noget, der stadig er dårligt forstået.

"Da sorte huller potentielt kan spinde meget hurtigt, de bøjer ikke kun lyset, men vrider det, " siger Connors. "Disse nylige observationer er endnu en brik i puslespillet med at forsøge at finde ud af, hvor hurtigt sorte huller spinder."

Den nye undersøgelse har titlen "Bevis for returnering af diskstråling i det sorte hul røntgen binære XTEJ1550-564."