Τα δεδομένα από το Maxi J1820+070 δείχνουν ότι ο Αϊνστάιν είχε δίκιο για το πώς η ύλη βυθίζεται σε μια μαύρη τρύπα

Τα δεδομένα από το MAXI J1820+070 (MAXI J1820), ένα δυαδικό σύστημα μαύρης οπής, έδωσε ισχυρή υποστήριξη στη θεωρία της γενικής σχετικότητας του Albert Einstein σχετικά με το πώς η ύλη εμπίπτει σε μια μαύρη τρύπα. Αυτό το σύστημα αποτελείται από μια μαύρη τρύπα και ένα σύντροφο αστέρι και η παρατήρηση συγκεκριμένων γεγονότων γνωστών ως «παλιρροιακές διαταραχές» επέτρεψε στους ερευνητές να δοκιμάσουν ακριβώς τις προβλέψεις του Αϊνστάιν.

Οι παλιρροιακές διαταραχές εμφανίζονται όταν ένα αστέρι περνά πολύ κοντά σε μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα. Η τεράστια βαρυτική δύναμη της μαύρης τρύπας σχίζει το αστέρι χωριστά, σχηματίζοντας ένα ρεύμα συντριμμιών που πέφτει προς τη μαύρη τρύπα. Το Maxi J1820 είναι μια ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα περίπτωση, επειδή φιλοξενεί μια μαύρη τρύπα ενδιάμεσης μάζας με μάζα αρκετές εκατοντάδες φορές εκείνη του ήλιου, καθιστώντας το ιδανικό τεστ για τη μελέτη της έντονης βαρύτητας.

Η θεωρία του Αϊνστάιν προβλέπει ότι καθώς η ύλη εμπίπτει σε μια μαύρη τρύπα, θα πρέπει να εκπέμπει ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα λόγω της απελευθέρωσης της βαρυτικής δυναμικής ενέργειας. Το συγκεκριμένο μοτίβο και το χρονοδιάγραμμα αυτών των εκπομπών εξαρτώνται από τα χαρακτηριστικά της μαύρης τρύπας και την αίσθηση της ύλης.

Οι παρατηρήσεις του MAXI J1820, που αποκτήθηκαν χρησιμοποιώντας εγκαταστάσεις όπως το Neil Gehrels Observatory της NASA, ο δορυφόρος XMM-Newton της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας και τα διάφορα τηλεσκόπια του εδάφους, αποκάλυψαν λεπτομερείς καμπύλες φωτός και φάσματα της εκδήλωσης παλιρροιακής διαταραχής. Αυτές οι παρατηρήσεις ταιριάζουν εξαιρετικά καλά με τις θεωρητικές προβλέψεις που έγιναν από τη γενική σχετικότητα του Αϊνστάιν.

Τα δεδομένα δείχνουν μια ξεχωριστή κορυφή στις εκπομπές ακτίνων Χ και ακτίνων γάμμα, γνωστές ως "πρωτεύουσα κορυφή", ακολουθούμενη από φάση "οροπέδιο" και στη συνέχεια μια σταδιακή μείωση της φωτεινότητας. Αυτά τα χαρακτηριστικά αντιστοιχούν σε διαφορετικά στάδια της διαδικασίας παλιρροιακής διαταραχής, όπου τα ρεύματα ύλης εμπίπτουν στη μαύρη τρύπα και το σύστημα εξελίσσεται.

Επιπλέον, οι παρατηρήσεις αποκαλύπτουν μια ισχυρή συσχέτιση μεταξύ της παρατηρούμενης φωτεινότητας του γεγονότος της παλιρροιακής διάσπασης και της μάζας της μαύρης οπής, όπως προβλέπεται από τη γενική σχετικότητα. Αυτή η σχέση υποστηρίζει την ιδέα ότι τα παρατηρούμενα φαινόμενα προκαλούνται πράγματι από τις βαρυτικές δυνάμεις κοντά σε μια μαύρη τρύπα.

Η λεπτομερής μελέτη του MAXI J1820 έχει παράσχει ισχυρές παρατηρητικές αποδείξεις που υποστηρίζουν τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν και την τρέχουσα κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συμπεριφέρεται η ύλη στο ακραίο βαρυτικό περιβάλλον γύρω από τις μαύρες τρύπες. Προβάλλει τη δύναμη της μελέτης τέτοιων ακραίων αστροφυσικών γεγονότων για να εμβαθύνει τις γνώσεις μας για τη θεμελιώδη φυσική.