นักวิทยาศาสตร์ได้รวมการเดินทางของสสารที่ถึงวาระอีกต่อไปขณะที่มันโคจรรอบหลุมดำสี่ครั้ง เทคนิคของพวกเขาเป็นวิธีการใหม่ในการวัดมวลของหลุมดำ และสิ่งนี้อาจเปิดใช้งานการทดสอบทฤษฎีแรงโน้มถ่วงของ Einstein ในระดับหนึ่ง
ทีมนำโดยดร. Kazushi Iwasawa ที่สถาบันดาราศาสตร์ (IoA) ในเคมบริดจ์ประเทศอังกฤษตามรอยก๊าซร้อนตลอดหนึ่งวันขณะที่มันกระแทกรอบหลุมดำมวลยวดยิ่งในระยะทางเดียวกับที่โลกโคจรรอบ ดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของหลุมดำทำให้วงโคจรใช้เวลาประมาณหนึ่งในสี่ของวันแทนที่จะเป็นปี
นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณมวลของหลุมดำได้โดยเสียบเข้ากับการวัดพลังงานของแสงระยะทางจากหลุมดำและเวลาที่ใช้ในการโคจรรอบหลุมดำ - การแต่งงานของทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ ฟิสิกส์ Keplerian ล้าสมัย
Iwasawa และเพื่อนร่วมงานของเขาที่ IoA ดร. จิโอวานนี่มินิตุทตินำเสนอผลในวันนี้ในระหว่างการแถลงข่าวผ่านเว็บในนิวออร์ลีนส์ในการประชุมของกองดาราศาสตร์ฟิสิกส์พลังงานสูงแห่งสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน ดร. แอนดรูว์เฟเบียนจาก IoA เข้าร่วมในบทความที่ปรากฏในการประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์แห่งประเทศไทย ข้อมูลมาจากหอสังเกตการณ์ XMM- นิวตันขององค์การอวกาศยุโรป
ทีมศึกษากาแลคซีชื่อ NGC 3516 ห่างออกไปประมาณ 100 ล้านปีแสงในกลุ่มดาว Ursa Major ซึ่งเป็นที่ตั้งของ Big Dipper (หรือ the Plough) กาแลคซีนี้คิดว่าจะปิดบังหลุมดำมวลมหาศาลในใจกลางของมัน ก๊าซในภาคกลางนี้ส่องแสงในการแผ่รังสีเอกซ์เนื่องจากมีความร้อนถึงหลายล้านองศาภายใต้แรงโน้มถ่วงของหลุมดำ
XMM- นิวตันจับคุณสมบัติของสเปกตรัมจากแสงรอบ ๆ หลุมดำแสดงบนสเปคโตกราฟกราฟที่มีหนามแหลมซึ่งระบุระดับพลังงานบางอย่างซึ่งมีลักษณะคล้ายกับเส้นขรุขระของกราฟ ในระหว่างการสังเกตุตลอดทั้งวัน XMM จับแสงจ้าจากก๊าซตื่นเต้นที่โคจรรอบหลุมดำในขณะที่มันตีสี่รอบ นี่เป็นข้อมูลสำคัญที่จำเป็นในการวัดมวลหลุมดำ
นักวิทยาศาสตร์รู้ระยะทางของก๊าซจากหลุมดำจากคุณสมบัติทางสเปกตรัม (ขอบเขตของ redshift ความโน้มถ่วงหรือการระบายพลังงานที่ถูกเปิดเผยโดยเส้นสเปกตรัมนั้นสัมพันธ์กับความใกล้ชิดของวัตถุกับหลุมดำ) ด้วยเวลาและระยะทางของการโคจรนักวิทยาศาสตร์สามารถตรึงการวัดมวล - ระหว่าง 10 ล้านและ 50 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ซึ่งสอดคล้องกับค่าที่ได้จากเทคนิคอื่น ๆ
ในขณะที่การคำนวณนั้นตรงไปตรงมาการวิเคราะห์เพื่อทำความเข้าใจระยะเวลาการโคจรของรังสีเอ็กซ์เรย์นั้นเป็นเรื่องใหม่และสลับซับซ้อน โดยพื้นฐานแล้วนักวิทยาศาสตร์ตรวจพบวัฏจักรซ้ำสี่ครั้ง: การปรับความเข้มของแสงพร้อมกับการแกว่งของพลังงานแสง พลังงานและวัฏจักรที่สังเกตได้นั้นสอดคล้องกับรูปแบบของแสงสีแดงที่แรงโน้มถ่วง (แรงโน้มถ่วงที่ขโมยพลังงาน) และดอปเลอร์เปลี่ยนไป (การได้รับและการสูญเสียพลังงานเมื่อการโคจรของสสารเคลื่อนที่ไปและอยู่ห่างจากเรา)
เทคนิคการวิเคราะห์บ่งบอกถึงความประหลาดใจของทีมวิทยาศาสตร์ที่ว่าห้องปฏิบัติการ X-ray รุ่นปัจจุบันสามารถสร้างผลกำไรจำนวนมากในการวัดมวลของหลุมดำแม้ว่าจะมีการสังเกตที่ยาวนานและระบบหลุมดำที่มีเปลวไฟที่ยืนยาว เมื่อสร้างข้อมูลนี้ภารกิจที่นำเสนอเช่น Constellation-X หรือ XEUS สามารถเจาะลึกลงไปในการทดสอบคณิตศาสตร์ของ Einstein ในห้องปฏิบัติการที่มีแรงโน้มถ่วงสูง
แหล่งที่มาดั้งเดิม: สถาบันข่าวดาราศาสตร์
