空全体が、拡散した高エネルギーの輝きで満たされます。宇宙のX線の背景。ここ数年、天文学者は、この放射線がほぼ完全に個々の物体と関連している可能性があることを示すことができました。同様に、17世紀初頭のガリレオガリレイは、天の川の光を個々の星に分解しました。 X線の背景は、何億もの超大質量ブラックホールに由来し、それらは遠方の銀河系の中心にある物質から供給されます。ブラックホールは降着質量であるため、成長期のX線バックグラウンドで観測されます。今日の宇宙では、巨大なブラックホールがほぼすべての近くの銀河の中心にあります。
物質がブラックホールの深淵を駆け下りるとき、それはほとんど光速で宇宙大渦の周りを速度を上げ、非常に強く加熱され、その前に高エネルギー放射線の形でその「最後の助けの叫び」を放出します永遠に消えます。したがって、いわゆるアクティブギャラクシーの中心に十分に供給されているとすれば、目に見えないブラックホールは宇宙で最も明るい天体の1つです。物質中の化学元素は、特徴的な波長のX線を放出するため、スペクトルフィンガープリントから識別できます。元素鉄の原子は、この金属が宇宙で最も豊富であり、高温で最も強く放射するため、特に有用な診断ツールです。
警察がスピード違反の車を特定するレーダートラップと同様に、ブラックホールを循環する鉄原子の相対論的な速度は、光の波長の変化によって測定できます。ただし、アインシュタインの特殊相対論の特殊理論によって予測される効果の組み合わせにより、ブラックホールのX線光では、特徴的に広がった非対称のラインプロファイル、つまりにじんだ指紋が予想されます。特別な相対性理論は、動く時計が遅く動くと仮定し、一般的な相対性理論は、時計が大きな質量の近くで遅く動くと予測します。どちらの効果も、鉄原子によって放出された光を電磁スペクトルの長波長部分にシフトさせます。しかし、いわゆる「降着円盤」（図1）を横から見ると、私たちに向かって走っている原子からの光は、より短い波長にシフトし、遠ざかる光よりもはるかに明るく見えます。これらの相対性理論の影響はより強く、物質がブラックホールに近づくほどです。曲がった時空のために、それらは高速回転ブラックホールで最も強いです。過去数年間、相対論的鉄線の測定は、1995年に日本のASCA衛星で初めて、近くのいくつかの銀河で可能でした。
現在、地球外物理学のマックスプランク研究所のG？nther Hasingerの周りの研究者が、サンタンデールのスペイン語研究所F.sica de Cantabriaのザビエルバルコンズのグループおよび英国ケンブリッジの天文学研究所のアンディファビアンと共同では、X線背景の約100個の離れたブラックホールの平均X線光で、鉄原子の相対論的に不鮮明な指紋を明らかにしました（図2）。宇宙物理学者は、欧州宇宙機関ESAのX線観測所XMM-ニュートンを利用しました。彼らは、500時間以上にわたって北斗七星の星座にあるフィールドを装置に向け、数百の弱いX線源を発見しました。
宇宙の膨張のために、銀河は距離とともに増加する速度で私たちから遠ざかっていきます。したがって、それらのスペクトル線はすべて異なる波長で現れます。天文学者は、最初にすべての物体のX線光を天の川の残りのフレームに修正する必要がありました。 American Keck-Telescopeを使用して、100を超えるオブジェクトに必要な距離測定が行われました。すべてのオブジェクトからの光を追加した後、研究者たちは、予想外に大きな信号と特徴的な鉄の線の形状の広がりに非常に驚きました。
信号の強さから、付着した物質中の鉄原子の割合を推定しました。驚くべきことに、これらの比較的若いブラックホールの「栄養」に含まれる鉄の化学的存在量は、かなり後に作成された太陽系よりも約3倍高くなっています。したがって、おそらく宇宙の初期の銀河の中心は鉄を生成するための特に効率的な方法を持っていたに違いありません。線の幅は、鉄原子がブラックホールの近くで放射され、急速に回転するブラックホールと一致していることを示しています。この結論は、X線背景のエネルギーを近くの銀河の「休止状態」のブラックホールの総質量と比較した他のグループによって間接的に発見されました。
元のソース：Max Planck Societyニュースリリース
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