Giugno 23, 2024

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I fisici finalmente confermano le sorprendenti previsioni di Einstein sui buchi neri: ScienceAlert

I fisici finalmente confermano le sorprendenti previsioni di Einstein sui buchi neri: ScienceAlert

I meccanismi dettagliati di come la materia cade su un buco nero dall’esterno dell’orizzonte degli eventi sono stati rivelati in un nuovo documento di ricerca.

Come previsto dalla teoria della gravità di Einstein, arriva un punto in cui la materia smette di orbitare attorno al buco nero e cade verso il basso, sfrecciando rapidamente oltre il punto di non ritorno.

Ora, con i dati a raggi X di un buco nero attivo, abbiamo finalmente visto la prova dell’esistenza di questa “zona di subduzione”.

“La teoria di Einstein prevedeva questo recente calo, ma questa è la prima volta che siamo riusciti a dimostrarlo.” dice il fisico teorico Andrew Mummery Dall’Università di Oxford nel Regno Unito.

“Pensalo come un fiume che si trasforma in una cascata: fino ad ora abbiamo osservato il fiume. Questa è la prima volta che vediamo una cascata.”

La materia che entra in un buco nero non segue una linea retta. Turbina, come acqua vorticosa, che sale inesorabilmente nello scarico. Non si tratta di un’analogia inutile: il paragone è appropriato poiché gli scienziati usano l’acqua vorticosa per studiare gli ambienti che circondano i buchi neri.

Via Lattea con MAXI J1820+070 contrassegnato da una croce bianca. Nel riquadro: dati Chandra che mostrano il buco nero che lampeggia nel 2018. (NASA/CXC/Università di Parigi/M. Espinasi et al./banstars)

Studiare i buchi neri stessi è un po’ difficile, perché la deformazione dello spaziotempo che li circonda è estrema.

Ma decenni fa, il lavoro teorico di Albert Einstein predisse che la materia, a una certa distanza ravvicinata da un buco nero, non sarebbe più stata in grado di seguire un’orbita circolare stabile e sarebbe caduta dritta verso il basso, come l’acqua oltre il bordo di quello stesso scarico.

Non c’è motivo di credere che non sia così: la materia deve in qualche modo attraversare l’orizzonte degli eventi e la teoria della gravità di Einstein ha resistito a un esame accurato su tutta la linea, ma ciò che gli astrofisici non sono sicuri è se lo faremo o meno. in grado di rilevarlo.

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Il lavoro di Mummery e dei suoi colleghi aveva più parti. Uno di questi esperimenti consisteva nello sviluppare simulazioni e modelli numerici che visualizzassero l’area affondata per rivelare che tipo di luce emette. Successivamente, avevano bisogno di prove osservative contenenti la stessa emissione nella zona bassa.

Il buco nero in questione è stato trovato in un sistema distante circa 10.000 anni luce chiamato MAXI J1820+070. Questo sistema contiene un buco nero con una massa di circa 8,5 volte la massa del Sole – e una stella compagna binaria, dalla quale il buco nero strappa materiale mentre i due oggetti ruotano, alimentandola a raffiche. Appare come un lampo di raggi X.

Gli astronomi hanno monitorato questo buco nero per comprenderne meglio il comportamento, quindi i ricercatori hanno avuto accesso a dati di alta qualità ottenuti utilizzando i raggi X. Nustar E Il più bello Strumenti in orbita terrestre bassa. Si sono concentrati in particolare sull’esplosione avvenuta nel 2018.

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Studi precedenti hanno indicato che è stato rilevato un ulteriore bagliore nelle osservazioni di questa esplosione del tutto inspiegabile.

UN Studio 2020 Ha ipotizzato che questo bagliore potrebbe provenire dall’orbita circolare più interna, la zona di immersione. Mummery e i suoi colleghi hanno studiato questo bagliore con particolare attenzione e hanno scoperto che corrispondeva all’emissione ricavata dalle loro simulazioni.

I ricercatori affermano che ciò conferma finalmente l’esistenza della regione che affonda, al di là di ogni dubbio, dandoci una nuova sonda dell’intenso sistema gravitazionale nella regione appena fuori dall’orizzonte degli eventi del buco nero.

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“La cosa davvero entusiasmante è che ci sono molti buchi neri nella galassia, e ora disponiamo di una nuova e potente tecnica da utilizzare per studiare i campi gravitazionali più forti conosciuti”. dice Mummery.

“Crediamo che questo rappresenti un nuovo entusiasmante sviluppo nello studio dei buchi neri, permettendoci di studiare quest’ultima regione che li circonda.

Solo allora potremo comprendere appieno la forza di gravità. “Questa goccia finale di plasma si verifica ai margini del buco nero e mostra la risposta della materia alla gravità nella sua forma più forte possibile.”

La ricerca è stata pubblicata in Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.