Data fra MAXI J1820+070 viser, at Einstein havde ret i, hvordan stof dykker ned i et sort hul

Data fra MAXI J1820+070 (MAXI J1820), et binært system med sort hul, har givet stærk støtte til Albert Einsteins generelle relativitetsteori om, hvordan stof falder ind i et sort hul. Dette system består af et sort hul og en ledsagerstjerne, og observationen af ​​specifikke begivenheder kendt som "tidevandsforstyrrelser" har gjort det muligt for forskere at teste Einsteins forudsigelser præcist.

Tidevandsforstyrrelser opstår, når en stjerne passerer for tæt på et supermassivt sort hul. Det sorte huls enorme tyngdekraft river stjernen fra hinanden og danner en strøm af affald, der falder mod det sorte hul. MAXI J1820 er et særligt interessant tilfælde, fordi det rummer et mellemmasse sort hul med en masse, der er flere hundrede gange Solens masse, hvilket gør det til et ideelt testbed til at studere stærk tyngdekraft.

Einsteins teori forudsiger, at når stof falder ned i et sort hul, bør det udsende røntgenstråler og gammastråler på grund af frigivelsen af ​​gravitationel potentiel energi. Det specifikke mønster og tidspunktet for disse emissioner afhænger af det sorte huls og det indfaldende stofs karakteristika.

Observationer af MAXI J1820, opnået ved brug af faciliteter såsom NASAs Neil Gehrels Swift Observatory, European Space Agency's XMM-Newton-satellit og forskellige jordbaserede teleskoper, har afsløret detaljerede lyskurver og spektre af tidevandsafbrydelsen. Disse observationer matcher bemærkelsesværdigt godt med de teoretiske forudsigelser lavet af Einsteins generelle relativitetsteori.

Dataene viser en tydelig top i røntgen- og gamma-stråleemissioner, kendt som den "primære top", efterfulgt af en "plateau" fase og derefter et gradvist fald i lysstyrken. Disse funktioner svarer til forskellige stadier af tidevandsafbrydelsesprocessen, hvor stofstrømme falder ned i det sorte hul, og systemet udvikler sig.

Desuden afslører observationerne en stærk korrelation mellem den observerede lysstyrke af tidevandsafbrydelsen og massen af ​​det sorte hul, som forudsagt af den generelle relativitetsteori. Dette forhold understøtter ideen om, at de observerede fænomener faktisk er forårsaget af gravitationskræfterne nær et sort hul.

Den detaljerede undersøgelse af MAXI J1820 har givet stærke observationsbeviser, der understøtter Einsteins generelle relativitetsteori og vores nuværende forståelse af, hvordan stof opfører sig i det ekstreme gravitationsmiljø omkring sorte huller. Det viser styrken ved at studere sådanne ekstreme astrofysiske begivenheder for at uddybe vores viden om grundlæggende fysik.