Μετρώντας το σπιν μιας μαύρης τρύπας από μια ρυτίδα του χωροχρόνου

Πηγή: SCIENTIFIC AMERICAN, Μάρτιος 2006

Ύλη από ένα συνοδό αστέρι πέφτει σπειροειδώς σε μια μαύρη τρύπα και εκπέμπει έτσι δέσμες ακτινοβολίας.

Η ύλη που κινείται σπειροειδώς προς μια μαύρη τρύπα εκπέμπει ακτίνες του φωτός. Όμως στο σύστημα της μαύρης τρύπας GRO J1655-40, η ύλη ακολούθησε την ίδια πορεία όπως έκανε εννέα χρόνια  προηγουμένως.

Η τυχαίο αναλαμπή μιας μαύρης τρύπας που για τελευταία φορά ήταν ενεργή στα μέσα της δεκαετίας του '90 επιβεβαιώνει μια υπόθεση που χρησιμοποιείται μερικές φορές για να εκτιμηθεί το σπιν μιας μαύρης τρύπας, τη μία από τις δύο πιο πολύ σημαντικές ιδιότητες της - η άλλη είναι η μάζα της.

Καθώς η ύλη κτυπά από παντού μια μαύρη τρύπα, ακτινοβολεί φως κάθετα στην τροχιακή (επιβατική) ακτίνα της, όπως ένας φάρος. Η μάζα και το σπιν της μαύρης τρύπας μπορεί να χαράξουν μια ρυτίδα στον ιστό του χωροχρόνου. Το γεγονός αυτό κάνει την τροχιά της να ταλαντεύεται με διάφορους τρόπους, οι οποίες εν συνεχεία δημιουργούν πρόσθετες διακυμάνσεις στην ακτινοβολία της.

Το 1996 ένα σύστημα μαύρης τρύπας, το GRO J1655-40 μετέδωσε ένα μόρφωμα (μοτίβο) ταλαντώσεων των ακτίνων X, κάτι που υποδήλωνε μια τέτοια ρυτίδωση. Έπειτα, μερικούς μήνες αργότερα σιώπησε.

Το 2005 όμως αέριο από ένα αστέρι συνοδό της μαύρης τρύπας πιάστηκε πάλι στην παγίδα της μαύρης τρύπας, κάτι που επέτρεψε στους ερευνητές να παρατηρήσουν το σύστημα επί οκτώ μήνες. Και βέβαια ανακάλυψαν το ίδιο μόρφωμα - μοτίβο των ταλαντώσεων.

"Η ανίχνευση των ίδιων συχνοτήτων εννέα χρόνια αργότερα σημαίνει ότι εμείς
παρατηρούμε εδώ πραγματικά μια θεμελιώδη ιδιότητα, κι όχι κάποιον αντικατοπτρισμό του αερίου, λέει ο Jeroen Homan του Τεχνολογικού Ιδρύματος της Μασαχουσέτης.

Η ομάδα του Jeroen Homan θα προσπαθήσει τώρα να βρει εάν η ανάλυση αυτών των θεμελιωδών συχνοτήτων μπορεί να τους δώσετε καλύτερες μετρήσεις του σπιν της μαύρης τρύπας.