ახალ კვლევაში, მეცნიერებმა დეტალურად გამოავლინეს მექანიზმი, რომლითაც მატერია შავ ხვრელში მოვლენათა ჰორიზონტის მიღმიდან ჩაედინება.

როგორც ამას აინშტაინის გრავიტაციის თეორია პროგნოზირებს, არსებობს წერტილი, რომელზეც მატერია შავი ხვრელის გარშემო მოძრაობას წყვეტს და პირდაპირ მასში ჩაედინება, სწრაფად ვარდება უკან არდაბრუნების წერტილს მიღმა.

ამჯერად, აქტიური შავი ხვრელის რენტგენულ მონაცემებში, მეცნიერებმა საბოლოოდ იხილეს იმის მტკიცებულება, რომ ეს „ჩავარდნის რეგიონი“ მართლაც არსებობს.

„აინშტაინის თეორია პროგნოზირებს, რომ ეს საბოლოო ჩაშვება უნდა არსებობდეს, მაგრამ ამის მტკიცებულებას პირველად მივაგენით. წარმოიდგინეთ მდინარე, რომელიც ჩანჩქერზე ვარდება. ამ დრომდე ჩვენ მდინარეს ვხედავდით. ჩანჩქერი პირველად დავინახეთ“, — ამბობს ოქსფორდის უნივერსიტეტის ფიზიკოსი ენდრიუ მამერი.

შავი ხვრელისკენ მიმავალი მატერია სწორ ხაზს არ მიუყვება. ის მის გარშემო მოძრაობს, როგორც წყალი დრენაჟის გარშემო. ასეთი შედარება ფრიად ჭკვიანურია — იმდენად სწორი, რომ შავ ხვრელთა გარშემო მბრუნავი გარემოს შესასწავლად მეცნიერები წყლის მორევებს იყენებენ.

თავად შავი ხვრელების შესწავლა ცოტა არ იყოს, რთულია, რადგან მათ გარშემო გამრუდებული სივრცე-დრო ძლიერ ექსტრემალურია.

თუმცა, ათწლეულების წინ, აინშტაინის თეორიული ნაშრომები პროგნოზირებდა, რომ შავ ხვრელთან გარკვეულ სიახლოვეზე, მატერიას სტაბილურ წრიულ ორბიტაზე მოძრაობა აღარ უნდა შეეძლოს და პირდაპირ დაბლა უნდა ვარდებოდეს — წყლის მსგავსად ანალოგური დრენაჟის ტუჩზე.

არ არსებობს საფუძველი ვიფიქროთ, რომ ეს ასე არ არის — მატერიამ როგორღაც უნდა გადაკვეთოს მოვლენათა ჰორიზონტი და აინშტაინის თეორიამ მრავალ სირთულეს გაუძლო, მაგრამ ასტროფიზიკოსები დარწმუნებული არ იყვნენ, შეგვეძლო თუ არა ამის დაფიქსირება.

მამის და მის კოლეგათა მიერ ჩატარებული ახალი კვლევა მრავალი ნაწილისგან შედგებოდა. ერთ-ერთი იყო ციფრული სიმულაციებისა და მოდელების შექმნა, რომლებიც ჩაშვების რეგიონებს ასახავდა, რათა გამოვლენილიყო, რა სახის სინათლე გამოიყოფოდა იქ. ამის შემდეგ, მათ ესაჭიროებოდათ დაკვირვებადი მტკიცებულება, რომელიც ასევე შეიცავდა იმავე ჩაშვების რეგიონის გამოსხივებას.

კითხვის ნიშნის ქვეშ მყოფი შავი ხვრელი ჩვენგან დაახლოებით 10 000 სინათლის წლის მანძილზე მდებარეობს და MAXI J1820+070-ს უწოდებენ. სისტემა შეიცავს დაახლოებით 8,5 მზის მასის მქონე შავ ხვრელს და მის ბინარულ კომპანიონ ვარსკვლავს. ისინი ერთმანეთის გარშემო მოძრაობენ და ამ დროს, შავი ხვრელი ვარსკვლავს მატერიას ჰპარავს, რასაც თან ახლავს რენტგენული ანთებები.

მისი ქცევის უკეთ შესასწავლად, ასტრონომები ამ შავ ხვრელზე დაკვირვებებს აწარმოებდნენ და შესაბამისად, შეძლეს ძალიან მაღალი რეზოლუციის მონაცემების მიღება დედამიწის დაბალ ორბიტაზე მოძრავი რენტგენული ინსტრუმენტების — NuSTAR-ისა და NICER-ის გამოყენებით. განსაკუთრებული ფოკუსირება მოახდინეს 2018 წელს მომხდარ ანთებაზე.

წინა კვლევები შენიშნავდა, რომ ამ ანთებაში ფიქსირდებოდა ჭარბი ნათება, რაც სრულად ვერ აღირიცხებოდა.

2020 წლის კვლევა ვარაუდობდა, რომ ეს ნათება შეიძლება მოდიოდა სტაბილური წრიული ორბიტის ყველაზე შიდა რეგიონიდან — რომელიც ჩაშვების ზონას წარმოადგენს. მამიმ და მისმა კოლეგებმა ეს ნათება განსაკუთრებული სიფრთხილით შეისწავლეს და დაადგინეს, რომ ემთხვეოდა იმ გამოსხივებას, რომელიც სიმულაციებიდან მიიღეს.

მკვლევართა განცხადებით, ეს ფაქტი საბოლოოდ ადასტურებს ჩაშვების რეგიონის არსებობას, ყოველგვარი კითხვის ნიშნის გარეშე, რაც ახალ ცნობებს გვაწვდის ზედ შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტს მიღმა არსებული ექსტრემალური გრავიტაციული რეჟიმის რეგიონის შესახებ.

„ნამდვილად ამაღელვებელი ისაა, რომ გალაქტიკაში ბევრი შავი ხვრელია და ჩვენ ახლა უკვე გვაქვს მძლავრი ახალი მეთოდი ჩვენთვის ცნობილ ყველაზე ძლიერ გრავიტაციულ ველთა შესასწავლად. გვჯერა, რომ ეს წარმოადგენს ახალ მიღწევას შავ ხვრელთა შესწავლაში, რაც მათ გარშემო არსებული ამ ფინალური ზონის კვლევის საშუალებას გვაძლევს. მხოლოდ ამის შემდეგ შეგვეძლება სრულად შევისწავლოთ გრავიტაციული ძალა. პლაზმის ეს ფინალური ჩაშვება შავი ხვრელის სულ კიდეზე ხდება და გვიჩვენებს მატერიას, რომელიც რეაგირებს გრავიტაციაზე მის შესაძლო ყველაზე ძლიერ ფორმაში“, — “, — ამბობს მამი.

კვლევა Monthly Notices of the Royal Astronomical Society-ში გამოქვეყნდა.

მომზადებულია ox.ac.uk-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.