科学者たちは、最初の観測でブラックホールを4回周回した運命の物質の束の旅をつなぎ合わせました。彼らの技術は、ブラックホールの質量を測定する新しい方法を提供します。これにより、アインシュタインの重力理論を、ほとんど考えられない程度にテストできるようになるかもしれません。
イギリスのケンブリッジにある天文学研究所（IoA）の岩澤和司博士が率いるチームは、地球の軌道とほぼ同じ距離にある超巨大ブラックホールを一周しながら、1日を通して高温ガスの跡をたどりました。太陽。しかし、ブラックホールの極端な重力によって加速された軌道は、1年ではなく4分の1日かかりました。
科学者は、光のエネルギー、ブラックホールからの距離、ブラックホールの軌道にかかる時間の測定値をプラグインすることにより、ブラックホールの質量を計算することができます。アインシュタインの一般相対性理論と古き良き時代の融合です。昔ながらのケプラー物理学。
IoAの岩沢博士と同僚のGiovanni Miniutti博士は、米国天文学会の高エネルギー天体物理学部会議でのニューオーリンズでのWebベースの記者会見でこの結果を発表しました。 IoAのAndrew Fabian博士が、Royal Astronomical Societyの毎月の通知の次号に掲載される記事に加わっています。データは、欧州宇宙機関のXMM-Newton天文台からのものです。
チームは、北斗七星（またはプラウ）の本拠地、おおぐま座で約1億光年離れたNGC 3516という名前の銀河を研究しました。この銀河は、その中心に超巨大ブラックホールを抱えていると考えられています。この中央領域のガスは、ブラックホールの重力の影響で数百万度に加熱されると、X線放射で輝きます。
XMM-Newtonは、ブラックホールの周囲の光からスペクトル特徴をキャプチャし、スペクトログラフに表示します。スパイクは特定のエネルギーレベルを示し、見た目はカーディオグラフのギザギザの線に似ています。 XMMは、1日中観測している間に、ブラックホールを4回回ったときに、ブラックホールを周回する励起ガスからのフレアを捉えました。これは、ブラックホールの質量を測定するために必要な重要な情報でした。
科学者たちはすでに、そのスペクトルの特徴からブラックホールからのガスの距離を知っていました。 （重力赤方偏移の範囲、またはスペクトル線によって明らかにされるエネルギー流出は、オブジェクトがブラックホールにどれだけ近いかに関連しています。）科学者は、軌道時間と距離を使用して、質量測定値を1000万〜 5,000万の太陽質量、他の手法で得られた値と一致。
計算は簡単ですが、X線フレアの軌道周期を理解するための分析は新しく複雑です。基本的に、科学者は4回繰り返されるサイクルを検出しました：光のエネルギーの振動を伴う光の強度の変調。観察されたエネルギーとサイクルは、重力で赤方偏移した光（重力を奪うエネルギー）とドップラーシフトした光（軌道物質が私たちに近づいたり遠ざかったりする際のエネルギーの増減）のプロファイルに適合します。
分析手法は、この科学チームの驚いたことに、現在の世代のX線観測所は、長時間の観測と持続的なフレアを備えたブラックホールシステムではありますが、ブラックホールの質量の測定に大きな利益をもたらすことができることを示唆しています。この情報に基づいて、Constellation-XやXEUSなどの提案されたミッションは、極端な重力の実験室でアインシュタインの数学をテストするためのより深い侵入を可能にします。
元のソース：Institute of Astronomy News Release
