17.02.2011 14:14
Pöörlevate mustade aukude vaatlemine on võimalik
Mustade aukude pöörlemise tekitatud aegruumi väändumine
kosmoses peaks Maalt nähtav olema.
Rahvusvaheline rühm astronoome ja füüsikuid avastas, et
pöörlevad mustad augud jätavad neist mööduvale valguskiirgusele jälje, mis
peaks olema praeguste kõige tundlikumate raadioteleskoopide abil avastatav.
Selle jälje vaatlemine võib anda meile informatsiooni galaktikate tekke kohta
ning võimaldab kontrollida Einsteini relatiivsusteooriat.
Üldise relatiivsusteooria järgi väänavad mustade aukudega
sarnased ülirasked objektid kosmoses aegruumi sõltuvalt neist mööduva valguse
teekonnast, mida tuntakse ka gravitatsioonilise fokuseerimisena. Teooria järgi haarab pöörlev must auk seda
ümbritseva aegruumi endaga kaasa, tekitades keerise, mis sunnib kõiki läheduses
olevaid objekte, sealhulgas footoneid, sellele järgnema.
Astronoomidel on juba praegu kaudseid tõendeid, et
mitmete galaktikate südamikus asuvad ülimassiivsed mustad augud pöörlevad.
Näiteks Linnutee musta augu pöörlemise määrab ära tähtede liikumiskiiruse
jaotus galaktikas, kuid selle mõõtmine annab ebatäpsed tulemused, sest ei ole
teada, kui palju mateeriat galaktikas on. Osa astronoome usub, et must auk
pöörleb väga kiiresti, kuid teiste arvates on selle pöörlemine aeglane.
Ajakirjas Nature Physics avaldatud artiklis kirjutab
Itaalias asuva Padua ülikooli astronoom Fabrizio Tamburini, kuidas seda
pöörlemist on võimalik vahetult avastada, mõõtes musta augu lähedust läbiva
valgusega toimuvaid muutusi.
Musta augu pöörlemisteljega ristipidisel tasandil liikuva
valguskiirguse lainepind väändub musta augu lähedusest möödumisel, sest pool
lainepinnast liigub areneva aegruumi suunas ning teine pool kahaneva aegruumi
suunas. See annab kosmoses valguse faasikiirusele iseloomuliku jaotuse. Valguse
faasikiirus on kiirus, millega liigub lainepaketi eesmine äär. See võimaldab
mustade aukude pöörlemiskiiruse palju täpsemalt kindlaks teha.
Teadlased kasutasid arvutisimulatsiooni, et modelleerida
meie galaktika musta augu pöörlemise põhjustatud mõjusid valguse faasikiiruse
jaotusele ning avastasid, et see seaduspärasus peaks ka Maalt näha olema. Nende sõnul on seda võimalik mõõta, kui
suunata rida raadioteleskoope galaktika keskmesse, et vaadelda läheneva
lainepinna erinevaid segmente ning seejärel kujutisi ühitades nende suhteline
faas välja arvutada. Seda protseduuri
korrataks mitu korda ning teleskoobid suunataks iga kord musta auku ümbritseva
taevalaotuse erinevatesse osadesse.
Galaktika
päritolu
Tamburini arvates on nende avastus fundamentaalse
tähtsusega , sest kõige suurema massiga objektid universumis pöörlevad.
Astronoomide jaoks on eriti oluline info kogumine aktiivsete galaktikate
tuumades asuvate mustade aukude pöörlemise kohta, sest nende pöörlemine tõstab
oluliselt galaktikate temperatuuri ning võimalik, et mõjutab nende arengut.
Teadlaste sõnul on võimalik mustade aukude ümbruses
footonite faasikiiruse jaotust järgneva kahe aasta jooksul mõõta USAs New
Mexico osariigis asuva Very Long Baseline Array 27 raadioteleskoobi abil.
Parema tulemuse saaks aastaks 2024 plaanitud rahvusvahelise projekti Square
Kilometre Array abil, mis koosneks tuhandetest antennidest ning oleks
viiskümmend korda võimsam kõigist tänapäeval kasutuses olevatest
raadioteleskoopidest.
USA Texase ülikooli astrofüüsik Richard Matzner nõustub,
et selline mõõtmine looks palju parema pildi mustade aukude ümber toimuvast.
Matzner osutab ka sellele, et Tamburini ja tema kolleegide avastus võimaldab
üldisele relatiivsusteooriale täiendavat eksperimentaalset kinnitust leida. Kui
seaduspärasust ei leita, siis võib see viidata vajadusele otsida alternatiivset
gravitatsiooniteooriat.
Matzner
siiski ei usu, et praegused raadioteleskoobid on selliste vaatluste läbiviimiseks
piisavalt tundlikud. Tema sõnul on musta
augu ümbruses kiirgus kõige heledam kõrgematel sagedustel, näiteks röntgen- ja
gammakiirgusega sarnastel sagedustel, mitte valguse ja raadiolainetega
võrreldavatel sagedustel ning seetõttu on mõistlikum kasutada neil sagedustel
töötavaid seadmeid.