Gravitationslinsen tillät Chandra röntgenteleskop att mycket noggrant mäta rotationshastigheten för ett svart hål i en av galaxerna i stjärnbilden Pegasus. Det visade sig att det rör sig runt axeln nästan lika snabbt som ljus, skriver forskare i Astrophysical Journal.
Alla stora materialmaterial interagerar med ljus och får strålarna att böjas på samma sätt som vanliga optiska linser. Forskare kallar denna effekt gravitationell linsning. I vissa fall hjälper rymdens krökning astronomer att se extremt avlägsna föremål - de första galaxerna i universum och deras kvasarkärnor - som skulle vara otillgängliga för observation från jorden utan gravitationell "ökning".
Om två kvasarer, galaxer eller andra föremål ligger nästan exakt en bakom den andra för observatörer på jorden, uppstår ett intressant fenomen. Ljus från ett mer avlägset objekt kommer att delas när det passerar genom det första objektets gravitationslins. På grund av detta ser vi inte två, utan fem ljuspunkter, varav fyra är ljusa "kopior" av ett mer avlägset objekt.
Denna struktur kallas ofta "Einsteins kors" på grund av att dess existens förutsägas av relativitetsteorin. Det viktigaste är att samma teori säger att varje kopia av ett objekt kommer att vara ett "fotografi" av en kvasar, galax eller supernova under olika perioder av deras liv på grund av att deras ljus tillbringade en annan tid för att lämna gravitationslinsen.
Xinyu Dai från University of Oklahoma i Norman (USA) och hans kollegor använde Einsteins kors för att lösa ett problem som många andra astronomer tidigare tyckte var omöjligt - de kunde direkt mäta rotationshastigheten för flera supermassiva svarta hål.
Tidigare utfördes sådana mätningar endast indirekt, eftersom det svartaste hålet, trots dess enorma massa, inte kan ses och mätas. Dai och hans kollegor uppmärksammade det faktum att både massan och rotationshastigheten för ett svart hål återspeglas i hur dess röntgenstrålar ser ut och hur stor regionen där det är född är.
Denna region är nästan lika liten som det svarta hålets händelsehorisont, vilket gör det praktiskt taget omöjligt att se det under normala förhållanden. Å andra sidan, "Einsteins kors" tillåter dig att göra detta om de överlagras på varandra eller på andra typer av gravitationslinser.
Med vägledning av denna idé studerade astrofysiker fotografierna av natthimlen som tagits av Chandra och hittade fem kvasarer på en gång, vars ljus förstärktes på liknande sätt. En av dem, Q2237 + 0305, förstorades så framgångsrikt att forskare kunde mäta rotationshastigheten för det svarta hålet med rekordhög noggrannhet.
Kampanjvideo:
Detta objekt, som ligger i konstellationen Pegasus på ett avstånd av 8 miljarder ljusår från Jorden, rör sig på sin axel med omöjligt snabbt, cirka 70% av ljusets hastighet. De nya uppskattningarna visade sig vara betydligt högre än de förutsägelser som erhölls indirekt, och de är bara 8% mindre än det maximala värdet som teorin tillåter.
Tack vare en så snabb rotation skulle jorden eller andra föremål i närheten av detta svarta hål förbli stabila och inte falla på den även om de bara var 2-3 gånger mer avlägsen från händelseshorisonten än avståndet mellan center Q2237 + 0305 och denna imaginära linje.
Intressant nog hade de andra fyra objekten en "normal" rotationshastighet, vilket var ungefär hälften av Q2237 + 0305. Varför det är så kan forskare ännu inte säga, men de antar att dessa skillnader återspeglar vad som hände med deras galaxer i det avlägsna förflutna.
