Астрономите използваха това явление, наречено гравитационна леща, за да открият една от най-големите черни дупки, откривани някога във Вселената, ултрамасивно чудовище, приблизително 30 милиарда пъти по-голямо от масата на слънцето – използвайки пространствено-времеви трик, предсказан от Алберт Айнщайн.
Колосалната черна дупка, която се крие на 2,7 милиарда светлинни години от Земята в най-ярката галактика от галактическия клъстер Abell 1201, беше излъчена от гигантска дъга от изкривена светлина от фонова галактика, която беше разтегната и зацапана от огромната черна дупка гравитационно поле.
Космическото чудовище съществува „на горната граница на това колко големи според нас могат да станат черните дупки теоретично“, казаха астрономите, които са го открили, в изявление. Но това може да е само първият от многото космически чудовища, които екипът може да забележи в нощното небе, използвайки тази техника. Откриването на ултрамасивните черни дупки е само първата стъпка в разбирането как тези зверове стават толкова големи, пишат изследователите в статия, публикувана на 28 март в списанието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Теорията на Айнщайн за общата теория на относителността описва как масивни обекти деформират тъканта на пространство-времето. Айнщайн обясни, че гравитацията не се произвежда от невидима сила, а е просто нашият опит за изкривяване и изкривяване на пространство-времето в присъствието на материя и енергия.
Това извито пространство от своя страна определя правилата за това как се движат енергията и материята. Според едно от най-известните предсказания на общата теория на относителността, светлината, пътуваща през изключително извита област на пространство-време, пътува, може би не е изненадващо, в крива – изкривявайки се и усуквайки се през гигантско огледало на забавлението, докато не се появи като разтегната дъга, наречена Айнщайн пръстен. Астрономите могат да използват този ефект, известен като гравитационни лещи, за откриване на слаби небесни обекти, които иначе не биха могли да се видят.
„Повечето от най-големите черни дупки, за които знаем, са в активно състояние, където материята, притеглена близо до черната дупка, се нагрява и освобождава енергия под формата на светлина, рентгенови лъчи и друга радиация“, авторът на изследването Джеймс Найтингейл (отваря се в нов раздел), астрофизик от университета Дърам в Обединеното кралство, се казва в изявлението. „Въпреки това, гравитационните лещи правят възможно изучаването на неактивни черни дупки [които не се хранят и следователно не произвеждат светлина], нещо, което в момента не е възможно в далечни галактики.“
След като забелязаха дъгата от изкривена светлина около неактивната черна дупка, изследователите използваха информацията за това как е разтегнала светлината, за да възстановят размера на черната дупка. Правейки изображения с висока разделителна способност с космическия телескоп Хъбъл и включвайки измервания от тях в суперкомпютъра DiRAC COSMA8, изследователите симулираха колко масивна трябва да бъде черната дупка, за да огъне светлината до степента, която имаше.
Те откриха, че гигантът е с колосални 30 милиарда слънчеви маси, което го прави около 8000 пъти по-голям от свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път. Най-голямата черна дупка, откривана някога, е TON 618, която е приблизително 40 милиарда слънчеви маси.
Изучаването на по-масивни черни дупки по този начин може да помогне на учените да разберат как тези космически гиганти са нараснали до такива невероятни размери, както и да изследват как тези чудовища влияят на еволюцията на Вселената.
„Този подход може да ни позволи да открием много повече черни дупки извън нашата локална вселена и да разкрием как тези екзотични обекти са се развили по-назад в космическото време“, каза Найтингейл.