Téridővihar a feketelyuk körül

Jon Miller, a Harvard-Smithsonian és Jeroen Homan az MIT űrkütatási központjának munkatársának megfigyelései izgalmas képet festenek arról, hogy a pörgő feketelyuk magával rántja az őt körülvevő teret, kavargó téridő óceánt hozva létre, amely eltorzítja belezuhanó dolgokat. A tudósok NASA űrobszervatóriuma, a Rossi Explorer röntgenteleszkópjával vizsgáltak egy feketelyukat.

"A feketelyukak szélsőséges objektumok, amelyek magukra rántják és vonszolják a téridő szövetét, miközben pörögnek - mondja Miller - a fekete lyuk körül csapkodó gáz nem tehet mást, mint követi ezt a hullámot. Albert Einstein ezt nyolcvan éve megjósolta és most kezdjük látni a bizonyítékokat."

Lecsavart fény

A feketelyukak olyan égitestek, amelyeknek gravitációja olyan erős, hogy mezejéből nem jut ki látható fény. A gáz és a por egy ún. tömegbefogási korongban ömlik a fekete lyuk felé, a lefolyóba ömlő vízhez hasonlatosan. Az objektum közeléből jövő fény ugyan ki tud törni a gravitációs kútból, de eközben energiát veszít - ezért vizsgálják a feketelyukak tevékenységét röntgentávcsővel.

Miller és Homan összefüggést talált két jelenség, a kvázi-periodikus oszcillációk (QPO) és az ún. K vonal között.

Az oszcilláció azt jelenti, hogy a röntgenfény reszketni látszik. A K vonal pedig a spektrogramon látható vonal alakjára utal. A vasra jellemző fény egy adott frekvenciánál vonalként ugrik ki az elemzés során. Ez a vonal az energiaveszteség miatt nyílhegy alakúvá szélesedik a gravitációs kút elhagyása során.

Begyűrt tér

Miller és Homan a Sas csillagképben 40 000 fényév távolságban elhelyezkedő GRS 1915+105 nevű feketelyukat vizsgálta a Rossi Explorerrel. Észrevették, hogy az 1 és 2 hertz közötti QPO szinkronban van a K vonallal és hogy nem hatnak rájuk más jelenségek, például a kitörések. Ez arra utal, hogy előbbi jelenség közelebb van a feketelyukhoz. Ez kizárja azt az elméletet, hogy vas K vonala a feketelyuk körül távolabb lebegő gázfelhőből származik.

"A magas frekveciájú QPO-k a fekete lyukban pörgő anyagból származhatnak, mint a villanykörték a körhintán. Az anyag persze sokkal gyorsabban mozog, mint bármely vidámparki szerkezet. Ismerünk több száz hertzes frekvenciát. Azért az elég gyors."

Az alacsony frekvenciájú oszcillációk titokzatosak. Ezek jellemzően 1 és 10 hertz közöttiek és elég gyakoriak kétcsillagos konstellációkban. Miller és Homan szerint a GRS 1915+105-ben az alacsony oszcillációja azonos a tércsavarodás frekvenciájával. A fény reszketését maga a változó téridő okozza - ez az Einstein általános relativitáselmélete alapján leírt Lense-Thirring effektus.

Miller és Homan felhívták a figyelmet, hogy megfigyelésüknek másmilyen magyarázata is lehetséges. Megfigyeléseket az Amerikai Csillagászati Szövetség San Diegóban rendezett 205. kongresszusán mutatják be, január 10-én.