Ju större svarta hål desto långsammare roterar de därute.

 

Astronomer har gjort en rekordstor mätning av ett svart håls roterande en av två grundläggande egenskaper hos svarta hål. Datainsamling från  NASAsChandra X-ray Observatory visar att detta svarta hål snurrar långsammare än de flesta av de mindre svarta hålen.

Det svarta hål som det här handlar om är det mest massiva svarta hål vi känner till med en nu exakt mätt roteringstid vilket ger en antydan om hur några av universums största svarta hål agerar och växer.

Vi vet att supermassiva svarta hål innehåller miljoner eller till och med miljarder gånger mer massa än vår sol. Astronomer anser att nästan varje stor galax har ett supermassivt svart hål i centrum. Forskare försöker förstå hur de växer och utvecklas och för att få ett svar på detta är det viktigt att förstå hur mycket de svarta hålen snurrar.

"Varje svart hål kan definieras av två siffror: dess rotationshastighet och dess massa", säger Julia Sisk-Reynes från Institute of Astronomy (IoA) vid University of Cambridge i Storbritannien, vilken ledde den nya studien. "Även om det låter ganska enkelt har det visat sig vara oerhört svårt att räkna ut dessa värden för de flesta svarta hål.

För ovan svarta håls resultat observerade forskare röntgenstrålar som studsade från en skiva av material som virvlade runt det svarta hålet i vilket befinner sig i en kvasar kallad H1821 + 643. Kvasarer innehåller snabbt växande supermassiva svarta hål som genererar stora mängder strålning i ett litet område omkring det svarta hålet.Kvasaen finns i ett kluster av galaxer cirka 3,4 miljarder ljusår från jorden.  H1821 + 643: s svarta hål är av en storlek av cirka tre och 30 miljarder solmassor vilket gör det till ett av de mest massiva vi känner till. I jämförelse kan nämnas att det supermassiva svarta hålet i mitten av vår galax är cirka fyra miljoner solar. 

De starka gravitationskrafterna nära  H1821 + 643: s svarta hål förändrar röntgenstrålarnas intensitet vid olika energislag (strålningsfrekvens). Ju större förändring desto närmare måste skivans inre kant vara till den punkt det svarta hålets händelsehorisont . Platsen varifrån varken materia eller ljus kan lämna utan blir fast. Då ett snurrande svart hål drar rymden med sig och tillåter materia att kretsa närmare det än vad som är möjligt för ett icke-snurrande, kan röntgendata visa hur snabbt det svarta hålet snurrar. 

"Vi fann att det svarta hålet i H1821 + 643 snurrar ungefär hälften så snabbt som merparten svarta hål vilka väger mellan cirka en miljon och tio miljoner solar", säger medförfattare Christopher Reynolds, också denne från IoA. "Frågan är: varför?"

Svaret kan finnas i hur dessa supermassiva svarta hål växer och utvecklas. Denna relativt långsamma roteringsrörelse stöder tanken att de mest massiva svarta hålen som det i H1821 + 643 genomgår det mesta av sin tillväxt genom att slås samman med andra svarta hål, eller genom att gas dras inåt i slumpmässiga riktningar när deras stora skivor störs.

Supermassiva svarta hål som växer på dessa sätt kommer sannolikt ofta att genomgå stora förändringar i roteringshastighet, sakta ner eller vridas i motsatt riktning etc. Förutsägelsen är därför att de mest massiva svarta hålen bör observeras mer för att ge information av ett bredare spektrum av roteringshastigheter som vad vi kan se skiljer sig åt mot mindre svarta håls. 

Kan det vara så att ju större svart hål desto mer bromsas dess roterande in genom den starka gravitationen som finns här och dess allt större massa (min anm)?

Bild vikipedia på Chandrateleskopet (svenska vikipedia).

Varför Venus roterar

 

Venus är den andra planeten i solsystemet från solen räknat. Den är nästan lika stor som jorden därav beteckningen tvillingplanet till Jorden. Venus rör sig runt sin egen axel i motsatt riktning mot rörelsen hos jorden och flertalet av de andra planeterna runt solen. Enbart Venus och Uranus rör sig motsols. Planeten är molnhöljd med en atmosfär i huvudsak bestående av koldioxid med en mindre del kväve, svaveldioxid och vattenånga. Detta gör att planeten är mycket varm och mycket ogästvänlig för liv. 

Om det inte vore för den täta snabbrörliga atmosfären på Venus, skulle jordens systerplanet sannolikt inte rotera enligt ny forskning. Istället skulle Venus låsas på plats med samma sida alltid vänd mot solen på samma sätt som månen är mot jorden enligt forskare av i dag.  Gravitationen hos ett stort objekt i rymden kan hindra ett mindre föremål från att snurra, ett fenomen som kallas tidvattenlåsning i detta fall solen som det objekt som skulle låsa Venus. Men då denna låsning inte finns hävdar Kane forskare vid UC Riverside att atmosfären måste ha en mer framträdande faktor vid studier av Venus såväl som andra planeter som det som stoppar fastlåsning.

Dessa argument, liksom beskrivningar av Venus som en delvis tidvattenlåst planet, publicerades nyligen i en artikel i Nature Astronomy.

"Vi ser atmosfären som ett tunt nästan separat lager ovanpå en planet som har minimal interaktion med den solida planeten", säger Stephen Kane, UCR-astrofysiker och huvudförfattare. "Venus kraftfulla atmosfär lär oss att det är en mycket mer integrerad del av planeten som påverkar absolut allt, även hur snabbt planeten roterar."

Det tar Venus 243 jorddagar att rotera en gång men dess atmosfär cirkulerar en runda runt planeten var fjärde dag. Extremt snabba vindar gör att atmosfären drar längs planetens yta när den cirkulerar, saktar ner dess rotation samtidigt som den lossar greppet om solens gravitation.

Långsam rotation i sin tur har dramatiska konsekvenser för det oroliga venusiska klimatet där en genomsnittlig temperatur når upp till 480 C, tillräckligt varmt för att smälta bly. En anledning till värmen är att nästan allt av solens energi som absorberas av planeten sker i Venus atmosfär och når aldrig ytan. Det betyder att en rover (månbil) med solpaneler som den NASA skickade till Mars inte skulle fungera här.

Atmosfären över Venus blockerar också solens energi från att lämna planeten, vilket förhindrar kylning eller flytande vatten på dess yta. Ett tillstånd kallat en skenande växthuseffekt. De flesta exoplaneter som sannolikt kommer att observeras med det nyligen lanserade James Webb Space Telescope som nu i dagarna kommit i full drift  ligger mycket nära sina stjärnor, ännu närmare än Venus är till solen. Därför är anses de  sannolikt tidvattenlåsta (vänder alltid samma sidas mot sin sol) enligt dessa forskare.

Eftersom människor kanske aldrig kan besöka exoplaneter personligen, är det viktigt att se till att datormodeller arbetar utefter trolig  tidvattenlåsning. "Venus är vår möjlighet att få dessa modeller korrekta, så att vi kan förstå ytmiljöerna på planeter runt andra stjärnor", säger Kane.

Jag har svårt för att förstå diskussionen om att Venus skulle varit tidvattenlåst om  inte atmosfärens kraftiga rörelser gjort det möjligt för Venus att rotera enligt ovan (min anm.). Vi har Merkurius som ligger betydligt närmre solen och som numera bevistats rotera och därmed inte alltid vänder samma sida mot solen (vilket tidigare antagits).

En dag på Merkurius motsvarar 58,65 jorddygn vilket blir 403,69 timmar jämfört med en dag på jorden som är 23,93 timmar och atmosfären här är mycket tunn. Först ganska nyligen fick vi omtolka teorin att Merkurius alltid vände samma sida mot solen som falsk. Varför skulle då Venus ha gjort det utan en orolig atmosfär eller eventuella närgångna exoplanet till sin sol göra det? Något i antagandet stämmer inte enligt mig. 

Bild vikipedia i den färg som den har inte som vissa andra som är falskfärgade i eldfärg.