Sådan finder du de hurtigste sorte huller

At identificere de hurtigste sorte huller, også kendt som ultrahurtigt-snurrende sorte huller, kræver specifikke teknikker og observationer. Her er en trin-for-trin guide til at hjælpe dig med at se disse hurtigt roterende giganter:

1. Overvåg Accretion Disks:

Sorte huller er ofte omgivet af tilvækstskiver, ringe af gas og stof, der hvirvler rundt om dem. I tilfælde af ultrahurtigt roterende sorte huller forventes tilvækstskiverne at udvise visse egenskaber.

- Diskens tykkelse: Hurtig rotation får tilvækstskiven til at blive geometrisk tynd. Denne tyndhed er et tydeligt tegn på en høj spinhastighed.

- Disks indre radius: Den inderste kant af tilvækstskiven, kendt som den inderste stabile cirkulære kredsløb (ISCO), er mindre for hurtigere roterende sorte huller. Observationer, der afslører en lille ISCO, kan indikere en høj spinhastighed.

2. Undersøg røntgenstråling:

Røntgenstråler udsendes fra den varme gas i accretion disken. Egenskaberne ved røntgenstråling kan give fingerpeg om det sorte huls spin:

- Spektralanalyse: Spektral analyse af røntgenstrålingen kan afsløre specifikke træk, såsom det "relativistiske refleksionsspektrum", som er forbundet med hurtigt roterende sorte huller.

- Lyskurver: Overvågning af røntgenlyskurver eller variationer i røntgenlysstyrke kan hjælpe med at identificere fald eller moduleringer forårsaget af den stærke tyngdekraft og hurtige rotation af det sorte hul.

3. Observer relativistiske jetfly:

Ultrahurtigt roterende sorte huller sender ofte kraftige stråler af stof og energi langs deres rotationsakser. Disse jetfly kaldes relativistiske jetfly, fordi de bevæger sig tæt på lysets hastighed. Detektering og undersøgelse af disse dyser kan indikere en høj spinhastighed.

4. Brug gravitationsbølgesignaler:

Gravitationsbølgeastronomi giver et andet middel til at identificere hurtigt roterende sorte huller. De signaler, der detekteres af gravitationsbølgedetektorer som LIGO, kan bære information om spin af de sammensmeltede sorte huller.

- Bølgeformsanalyse: Analyse af gravitationsbølgesignalerne kan afsløre funktioner, der indikerer høje spins, såsom præcession og højere ordens harmoniske.

5. Undersøg Disk-Jet-forbindelse:

Forbindelsen mellem tilvækstskiven og relativistiske jetfly menes at være styret af det sorte huls spin. Ved at studere egenskaberne og dynamikken af ​​denne disk-jet-forbindelse kan astronomer udlede spin-hastigheden.

6. Multibølgelængdeobservationer:

Kombination af observationer på tværs af forskellige bølgelængder, herunder radio, optisk, infrarød og røntgenstråler, kan give et mere omfattende billede af det sorte huls omgivelser og hjælpe med at bestemme dets spinhastighed.

7. Avancerede beregningsmodeller:

Teoretiske modeller og numeriske simuleringer af sorte huls tilvækstskiver og relativistiske jetfly kan hjælpe med at fortolke observationer og give indsigt i spinhastigheden.

Ved at anvende disse teknikker kan astronomer dykke ned i mysterierne i universets hurtigst roterende sorte huller og få en dybere forståelse af disse gådefulde kosmiske objekter og deres rolle i at forme universet.