Astronomi došli do velikog otkrića: ‘Supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije mijenja prostor-vrijeme‘

Supermasivna crna rupa u središtu naše galaksije Sagittarius A* (Sgr A*, ili prevedeno Strijelac A*) vrti se toliko brzo da mijenja prostor-vrijeme oko sebe, pokazalo je novo istraživanje, piše CNN.

Prostor-vrijeme je četverodimenzionalni kontinuum kojim se opisuje kako mi vidimo svemir i koji spaja jednodimenzionalno vrijeme i trodimenzionalni prostor i zakrivljuje se u blizini velikih svemirskih objekata.

Fizičari su crnu rupu, udaljenu 26.000 svjetlosnih godina od Zemlje, promatrali s NASA-inim rendgenskim teleskopom Chandra, dizajniranim za otkrivanje emisija rendgenskih zraka iz vrućih područja svemira. Potvrdili su da se crna rupa vrti, što uzrokuje ono što je poznato kao Lense-Thirring efekt pri kojem crna rupa svojom vrtnjom povlači prostor-vrijeme, rekla je glavna autorica studije Ruth Daly, profesorica fizike na Sveučilištu Penn State koja je istraživala preko 750 supermasivnih crnih rupa.

‘Svojom vrtnjom Sagittarius A* će dramatično promijeniti oblik prostor-vremena u svojoj blizini‘, rekla je Daly. ‘Navikli smo razmišljati i živjeti u svijetu u kojem su sve prostorne dimenzije jednake - udaljenost do stropa i udaljenost do zida ili do poda... sve su na neki način linearne i ni jedna nije stiješnjena u odnosu na ostale. Ali ako imate crnu rupu koja se brzo rotira, prostor-vrijeme oko nje nije simetrično - crna rupa koja se okreće povlači prostor-vrijeme sa sobom... gnječi prostor-vrijeme i izgleda poput nogometne lopte‘, rekla je.

Mijenjanje prostor-vremena nije razlog za brigu, ali bi rasvjetljavanje ovog fenomena moglo biti vrlo korisno astronomima, dodala je Daly.

‘Metoda koju smo koristili je sjajan alat za razumijevanje uloge koju crne rupe imaju u formiranju i evoluciji galaksija‘, rekla je. ‘Činjenica da su one dinamični entiteti koji se mogu okretati i da to može utjecati na galaksiju u kojoj se sve nalazi, vrlo je uzbudljivo i vrlo zanimljivo.‘

Okretanje supermasivnih crnih rupa

Rotacija crne rupe može imati vrijednost od 0 do 1, pri čemu 0 znači da se crna rupa ne vrti, a 1 je najveća vrijednost vrtnje. Prije ovog istraživanja nije postojao konsenzus o rotaciji Sagittariusa A*, rekla je Daly.

S tzv. ‘metodom odljeva‘, koja koristi i informacije dobivene iz materijala u blizini crne rupe, utvrđeno je da Sagittarius A* ima vrijednost kutnog momenta vrtnje između 0,84 i 0,96, dok se M87* - crna rupa u klasteru galaksija Djevice koja je udaljena 55 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje - vrti na vrijednosti 1 i blizu je maksimuma za svoju masu.

Iako se dvije crne rupe vrte sličnim brzinama, M87* je mnogo masivniji od Sagittariusa A*, tako da Sagittarius A* ima manju udaljenost koju mora prijeći i okrene se više puta po jednom okretaju od M87*.

‘Sagittarius A* se u usporedbi vrti brže ne zato što ima veći kutni moment vrtnje, već zato što ima manju udaljenost koju mora prijeći‘, objasnila je Daly.

Crne rupe i galaktička povijest

Otkrivanje mase i brzine vrtnje crne rupe pomaže astronomima da razumiju kako crna rupa nastaje i evoluira, objašnjava Daly.

Crne rupe koje su nastale spajanjem manjih crnih rupa obično imaju nisku vrijednost vrtnje, rekao je Dejan Stojković, profesor kozmologije na Sveučilištu u Buffalu koji nije bio uključen u studiju. Međutim, crna rupa koja je nastala zahvaljujući okolnom plinu imala bi visoku vrijednost vrtnje.

Brzina kojom se Sagittarius A* okreće, ukazuje na to da je značajan dio mase crne rupe nastao akrecijom (srastanjem) plina, rekao je.

‘Pitanje vrti li se crna rupa u središtu naše galaksije ili ne, odnosno koliko brzo se vrti, prilično je važno‘, rekao je Stojković. ‘Želimo izmjeriti svojstva središta naše galaksije što je bolje moguće. Na taj način možemo učiti o povijesti i strukturi naše galaksije, testirati svoje teorije ili čak zaključiti da postoje neki vrlo zanimljivi i intrigantni objekti poput crvotočina‘, dodao je Stojković, inače glavni autor studije iz 2019. o hipotetskim strukturama.