Den här illustrationen visar hur en del av ljuset som kommer från en skiva runt ett svart hål böjs tillbaka på själva skivan på grund av det monstruösa svarta hålets gravitation. Ljuset reflekteras sedan tillbaka från skivan. Astronomer som använde data från NASA:s numera nedlagda Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE)-uppdrag kunde skilja mellan ljus som kom direkt från skivan och ljus som reflekterades. Det blåaktiga materialet som kommer från det svarta hålet är en utströmmande stråle av energiska partiklar. Kredit:NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (IPAC)/R. Connors (Caltech)
Du kanske har hört att ingenting undgår gravitationsgreppet av ett svart hål, inte ens ljus. Detta är sant i omedelbar närhet av ett svart hål, men lite längre ut – i skivor av material som virvlar runt några svarta hål – kan ljus strömma ut. Faktiskt, detta är anledningen till att aktivt växande svarta hål lyser med lysande röntgenstrålar.
Nu, en ny studie godkänd för publicering i The Astrophysical Journal ger bevis på att faktiskt, inte allt ljus som strömmar från ett svart håls omgivande skiva försvinner lätt. En del av det ger efter för det monstruösa draget av det svarta hålet, vänder sig tillbaka, och sedan slutligen studsar från skivan och flyr.
"Vi observerade ljus som kom från mycket nära det svarta hålet som försöker fly, men dras istället tillbaka av det svarta hålet som en bumerang, " säger Riley Connors, huvudförfattare till den nya studien och en postdoktor vid Caltech. "Det här är något som förutspåddes på 1970-talet, men hade inte visats förrän nu."
De nya fynden möjliggjordes genom att kamma igenom arkivobservationer från NASA:s numera nedlagda Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) uppdrag, som upphörde 2012. Forskarna tittade specifikt på ett svart hål som kretsar kring en solliknande stjärna; tillsammans, paret heter XTE J1550-564. Det svarta hålet "matar" denna stjärna, drar material på en platt struktur runt det som kallas en accretion disk. Genom att titta noga på röntgenljuset som kommer från skivan när ljuset spiralerar mot det svarta hålet, teamet hittade avtryck som tydde på att ljuset hade böjts tillbaka mot skivan och reflekterats bort.
"Skivan lyser i princip upp sig själv, " säger medförfattaren Javier Garcia, en forskarassistent i fysik vid Caltech. "Teoretiker hade förutspått vilken del av ljuset som skulle böjas tillbaka på skivan, och nu, för första gången, vi har bekräftat dessa förutsägelser."
Forskarna säger att de nya resultaten ger ytterligare en indirekt bekräftelse på Albert Einsteins allmänna relativitetsteori, och kommer också att hjälpa till i framtida mätningar av spinnhastigheterna för svarta hål, något som fortfarande är dåligt uppfattat.
"Eftersom svarta hål potentiellt kan snurra väldigt snabbt, de böjer inte bara ljuset utan vrider det, ", säger Connors. "Dessa nyligen genomförda observationer är ytterligare en bit i pusslet för att försöka lista ut hur snabbt svarta hål snurrar."
Den nya studien har titeln "Bevis för att återvända skivstrålning i svarthålsröntgen binär XTEJ1550-564."
