Forskare har observerat ett roterande svart hål som drar och vrider rumtiden runt sig, vilket bekräftar en hundraårig förutsägelse från allmän relativitetsteori. Fenomenet upptäcktes under förstörelsen av en stjärna av ett supermassivt svart hål. Upptäckten ger nya insikter i svarta håls rotation och jetbildning.
I en banbrytande observation har astronomer bevittnat Lense-Thirring-precessionen, eller frame-draggningseffekten, för första gången. Detta sker när ett roterande svart hål deformerar rumtidens väv och påverkar banorna för närliggande materia som stjärner. Händelsen, som beskrivs i en studie publicerad i Science Advances, kretsade kring AT2020afhd, en tidal disruptionshändelse där en stjärna revs sönder av ett supermassivt svart hål.
Forskningen, ledd av National Astronomical Observatories vid Chinese Academy of Sciences med bidrag från Cardiff University, spårade signaler från stjärnans rester. När skräpet bildade en roterande ackretionsskiva runt det svarta hålet, kastades kraftfulla jetstrålar ut i nästan ljushastighet. Forskare noterade en synkroniserad vobbling i skivan och jetstrålarna, som upprepades var 20:e dag, fångad genom röntgendata från Neil Gehrels Swift Observatory och radiomätningar från Karl G. Jansky Very Large Array.
Elektromagnetisk spektroskopi analyserade materialets sammansättning och beteende ytterligare och bekräftade frame-draggningssignalen. Denna effekt, som först teoretiserades av Albert Einstein 1913 och formaliserades av Josef Lense och Hans Thirring 1918, visar hur ett roterande massivt objekt genererar ett gravitomagnetiskt fält, liknande hur ett roterande laddat objekt skapar ett magnetfält.
Dr. Cosimo Inserra, medförfattare från Cardiff University, beskrev fyndet: «Vår studie visar den mest övertygande bevisen hittills för Lense-Thirring-precession – ett svart hål som drar rumtiden med sig på samma sätt som en roterande snurra kan dra med sig vatten runt sig i en virvel.» Han tillade att till skillnad från tidigare tidala disruptionshändelser med stadiga signaler stärkte AT2020afhds variabilitet bevisen för denna draggningseffekt och erbjuder ett nytt sätt att undersöka svarta hål.
Dessa observationer validerar inte bara centrala aspekter av allmän relativitetsteori utan främjar också förståelsen av ackretionsfysik och jetstartsmekanismer i svarta hål.