Gravitationslinsen gjorde det muligt for Chandra røntgenteleskop meget nøjagtigt at måle rotationshastigheden af et sort hul i en af galakserne i stjernebilledet Pegasus. Det viste sig, at det bevæger sig omkring aksen næsten lige så hurtigt som lys, skriver forskere i Astrophysical Journal.
Enhver stor masse stof interagerer med lys og får dens stråler til at bøje sig på samme måde som almindelige optiske linser. Forskere kalder denne effekt gravitationslinse. I nogle tilfælde hjælper rumkrumningen astronomer med at se ultra-fjerne objekter - de første galakser i universet og deres kvasarkerner - som ville være utilgængelige for observation fra Jorden uden gravitations "stigning".
Hvis to kvasarer, galakser eller andre objekter er placeret næsten nøjagtigt den ene bag den anden for observatører på Jorden, opstår et interessant fænomen. Lys fra et fjernere objekt splittes, når det passerer gennem det første objekts gravitationslinse. På grund af dette ser vi ikke to, men fem lyse punkter, hvoraf fire er lette "kopier" af et fjernere objekt.
Denne struktur kaldes ofte "Einsteins kors" på grund af det faktum, at dens eksistens er forudsagt af relativitetsteorien. Vigtigst er det, at denne samme teori siger, at hver kopi af et objekt vil være et "fotografi" af en kvasar, galakse eller supernova i forskellige perioder af deres liv på grund af det faktum, at deres lys brugte en anden mængde tid på at forlade gravitationslinsen.
Xinyu Dai fra University of Oklahoma i Norman (USA) og hans kolleger brugte Einsteins kryds til at løse et problem, som mange andre astronomer tidligere mente var umuligt - de var i stand til direkte at måle rotationshastigheden for flere supermassive sorte huller.
Tidligere blev sådanne målinger kun udført indirekte, da det sorteste hul på trods af sin enorme masse ikke kan ses og måles. Dai og hans kolleger henledte opmærksomheden på det faktum, at både massen og rotationshastigheden for et sort hul afspejles i, hvordan dets røntgenbilleder ser ud, og hvor stort området, hvor det er født, er.
Denne region er næsten så lille som det sorte huls begivenhedshorisont, hvilket gør det næsten umuligt at se det under normale forhold. På den anden side giver "Einsteins kryds" dig mulighed for at gøre dette, hvis de er overlejret på hinanden eller på andre typer af gravitationslinser.
Vejledt af denne idé studerede astrofysikere fotografierne af nattehimmelen taget af Chandra og fandt fem kvasarer på én gang, hvis lys blev forstærket på lignende måde. En af dem, Q2237 + 0305, blev forstærket så med succes, at forskere var i stand til at måle rotationshastigheden af det sorte hul med rekordhøj nøjagtighed.
Salgsfremmende video:
Dette objekt, der ligger i stjernebilledet Pegasus i en afstand af 8 milliarder lysår fra Jorden, bevæger sig på sin akse med umuligt hurtigt, ca. 70% af lysets hastighed. De nye estimater viste sig at være væsentligt højere end de indirekte opnåede forudsigelser, og de er kun 8% mindre end den maksimale værdi, som teorien tillader.
Takket være en så hurtig rotation ville Jorden eller andre genstande i nærheden af dette sorte hul forblive stabil og ville ikke falde på den, selvom de kun var 2-3 gange mere fjernt fra begivenhedshorisonten end afstanden mellem center Q2237 + 0305 og denne imaginære linje.
Interessant nok havde de andre fire objekter en "normal" rotationshastighed, som var omkring halvdelen af Q2237 + 0305. Hvorfor dette er tilfældet, kan forskere endnu ikke sige, men de antager, at disse forskelle afspejler hvad der skete med deres galakser i den fjerne fortid.