La lente gravitazionale ha permesso al telescopio a raggi X Chandra di misurare con molta precisione la velocità di rotazione di un buco nero in una delle galassie nella costellazione di Pegaso. Si è scoperto che si muove attorno all'asse quasi alla stessa velocità della luce, scrivono gli scienziati sull'Astrophysical Journal.
Qualsiasi grande massa di materia interagisce con la luce e fa piegare i suoi raggi allo stesso modo delle normali lenti ottiche. Gli scienziati chiamano questo effetto lente gravitazionale. In alcuni casi, la curvatura dello spazio aiuta gli astronomi a vedere oggetti ultra-distanti - le prime galassie dell'Universo e i loro nuclei quasar - che sarebbero inaccessibili per l'osservazione dalla Terra senza "aumento" gravitazionale.
Se due quasar, galassie o altri oggetti si trovano quasi esattamente uno dietro l'altro per gli osservatori sulla Terra, sorge un fenomeno interessante. La luce proveniente da un oggetto più distante si divide quando passa attraverso la lente gravitazionale del primo oggetto. Per questo motivo, non vedremo due, ma cinque punti luminosi, quattro dei quali saranno "copie" leggere di un oggetto più distante.
Questa struttura è spesso chiamata la "Croce di Einstein" a causa del fatto che la sua esistenza è prevista dalla teoria della relatività. Ancora più importante, questa stessa teoria afferma che ogni copia di un oggetto sarà una "fotografia" di un quasar, galassia o supernova in momenti diversi della loro vita, a causa del fatto che la loro luce ha impiegato diverse quantità di tempo per uscire dalla lente gravitazionale.
Xinyu Dai dell'Università dell'Oklahoma a Norman (USA) ei suoi colleghi hanno usato le croci di Einstein per risolvere un problema che molti altri astronomi ritenevano impossibile in precedenza: erano in grado di misurare direttamente la velocità di rotazione di diversi buchi neri supermassicci.
In passato, tali misurazioni venivano effettuate solo indirettamente, poiché il buco più nero, nonostante la sua enorme massa, non può essere visto e misurato. Dai e i suoi colleghi hanno attirato l'attenzione sul fatto che sia la massa che la velocità di rotazione di un buco nero si riflettono nell'aspetto dei suoi raggi X e in quanto è grande la regione in cui è nato.
Questa regione è piccola quasi quanto l'orizzonte degli eventi del buco nero stesso, il che rende praticamente impossibile vederlo in condizioni normali. D'altra parte, le "croci di Einstein" ti permettono di farlo se si sovrappongono tra loro o su altri tipi di lenti gravitazionali.
Guidati da questa idea, gli astrofisici hanno studiato le fotografie del cielo notturno scattate da Chandra e hanno trovato cinque quasar contemporaneamente, la cui luce è stata amplificata in modo simile. Uno di questi, Q2237 + 0305, è stato ingrandito con tale successo che gli scienziati sono stati in grado di misurare la velocità di rotazione del buco nero con un'elevata precisione da record.
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Questo oggetto, situato nella costellazione del Pegaso a una distanza di 8 miliardi di anni luce dalla Terra, si muove sul suo asse con una velocità incredibilmente veloce, circa il 70% della velocità della luce. Le nuove stime si sono rivelate significativamente superiori alle previsioni ottenute indirettamente, e sono solo dell'8% in meno rispetto al valore massimo consentito dalla teoria.
Grazie a una rotazione così veloce, la Terra o qualsiasi altro oggetto nelle vicinanze di questo buco nero rimarrebbe stabile e non cadrebbe su di esso anche se fosse solo 2-3 volte più distante dall'orizzonte degli eventi della distanza tra centro Q2237 + 0305 e questa linea immaginaria.
È interessante notare che gli altri quattro oggetti avevano una velocità di rotazione "normale", che era circa la metà di quella di Q2237 + 0305. Perché è così, gli scienziati non possono ancora dire, ma presumono che queste differenze riflettano ciò che è accaduto alle loro galassie nel lontano passato.
