Seluruh langit dipenuhi dengan cahaya tinggi yang meresap: latar belakang sinar-X kosmik. Pada tahun-tahun terakhir para astronom dapat menunjukkan, bahawa radiasi ini hampir sepenuhnya dapat dikaitkan dengan objek individu. Begitu juga, Galileo Galilei pada awal abad ke-17 mengubah cahaya Bima Sakti menjadi bintang individu. Latar belakang sinar-X berasal dari beratus-ratus juta Lubang Hitam supermasif, yang memakan bahan dari pusat sistem galaksi yang jauh. Kerana Lubang Hitam bertambah besar, kita memerhatikannya di latar sinar-X semasa fasa pertumbuhannya. Di Alam Semesta hari ini, Lubang Hitam besar terdapat di pusat-pusat hampir semua galaksi berdekatan.
Apabila bahan meluru ke jurang Lubang Hitam, ia berputar di sekitar lapisan otak kosmik hampir dengan halaju cahaya dan dipanaskan dengan kuat, sehingga ia mengeluarkan "tangisan pertolongan terakhir" dalam bentuk sinaran tenaga tinggi, sebelum lenyap selama-lamanya. Oleh itu Lubang Hitam yang tidak kelihatan adalah antara objek paling bercahaya di alam semesta, jika mereka diberi makan dengan baik di pusat galaksi aktif. Unsur-unsur kal kimia dalam bahan tersebut memancarkan sinar-X dengan panjang gelombang ciri dan oleh itu dapat dikenal pasti melalui cap jari spektrumnya. Atom unsur besi adalah alat diagnostik yang sangat berguna, kerana logam ini paling banyak terdapat di kosmos dan terpancar paling kuat pada suhu tinggi.
Dengan cara yang serupa dengan perangkap radar, yang digunakan polis untuk mengenal pasti kereta laju, kecepatan relativistik atom besi yang mengelilingi Lubang Hitam dapat diukur melalui pergeseran panjang gelombang cahaya mereka. Melalui gabungan kesan yang diramalkan oleh teori relativiti khas dan umum Einstein, bagaimanapun, profil garis asimetris yang diperluas secara khas, seperti cap jari yang dioleskan dijangkakan pada sinar X-X pada Lubang Hitam. Relativiti khas menyatakan bahawa jam bergerak lambat, dan relativiti umum meramalkan bahawa jam bergerak perlahan di sekitar jisim besar. Kedua-dua kesan membawa kepada peralihan cahaya yang dipancarkan oleh atom besi ke bahagian panjang gelombang spektrum elektromagnetik yang lebih panjang. Akan tetapi, jika kita melihat masalah itu berputar di disk yang disebut "disket penambahan" (Gbr. 1) dari sisi, cahaya dari atom yang bergerak ke arah kita tampak beralih ke panjang gelombang yang lebih pendek dan jauh lebih terang daripada yang menjauh dari kita. Kesan Relativiti ini lebih kuat, semakin dekat perkara itu sampai ke lubang hitam. Kerana jarak ruang yang melengkung, mereka terkuat dalam Lubang Hitam berputar pantas. Dalam beberapa tahun kebelakangan, pengukuran garis besi relativistik dapat dilakukan di beberapa galaksi berdekatan - untuk pertama kalinya pada tahun 1995 dengan satelit ASCA Jepun.
Kini para penyelidik di sekitar GH Nther Hasinger dari Institut Max-Planck untuk Fizik luar angkasa, bersama-sama dengan kumpulan Xavier Barcons di Instituto de Fica s Cantabria di Santander dan Andy Fabian di Institut Astronomi di Cambridge, UK telah menemui sidik jari atom besi yang dioleskan secara relativistik dalam cahaya sinar-X rata-rata sekitar 100 Lubang Hitam yang jauh dari latar belakang sinar-X (Gamb. 2). Ahli astrofizik menggunakan pemerhatian sinar-X XMM-Newton dari European Space Agency ESA. Mereka mengarahkan instrumen itu ke sebuah medan di buruj Big Dipper selama lebih dari 500 jam dan menemui beberapa ratus sumber sinar-X yang lemah.
Kerana pengembangan Alam Semesta galaksi menjauh dari kita dengan kelajuan meningkat dengan jaraknya dan dengan itu garis spektrum mereka semua muncul pada panjang gelombang yang berbeza; para astronom pertama kali membetulkan sinar-X semua objek ke dalam bingkai yang lain di Bima Sakti. Pengukuran jarak yang diperlukan untuk lebih dari 100 objek diperoleh dengan Teleskop Keck Amerika. Setelah menambahkan cahaya dari semua objek, para penyelidik sangat terkejut dengan isyarat besar yang tidak dijangka dan bentuk garis besi yang diperluas secara khas.
Dari kekuatan isyarat mereka menyimpulkan pecahan atom besi dalam jirim yang bertambah. Anehnya, banyak zat besi zat besi dalam "pemakanan" Lubang Hitam yang relatif muda ini kira-kira tiga kali lebih tinggi daripada sistem Suria kita, yang telah dibuat dengan ketara kemudian. Pusat galaksi di Alam Semesta awal semestinya mempunyai kaedah yang sangat efisien untuk menghasilkan besi, mungkin kerana aktiviti pembentukan bintang ganas "membiakkan" unsur-unsur kimia dengan cepat dalam galaksi aktif. Lebar garis menunjukkan bahawa atom besi mesti memancar agak dekat dengan lubang hitam, sesuai dengan Lubang Hitam yang berputar dengan cepat. Kesimpulan ini juga dijumpai secara tidak langsung oleh kumpulan lain, yang membandingkan tenaga di latar sinar-X dengan jumlah jisim Lubang Hitam "tidak aktif" di galaksi berdekatan.
Sumber Asal: Siaran Berita Max Planck Society
Ingin mengemas kini latar belakang desktop komputer anda? Berikut adalah beberapa gambar latar hitam.
