Interpretacja artysty obracającej się supermasywnej czarnej dziury z otaczającym ją dyskiem akrecyjnym i dżetami relatywistycznymi.
Jak zmierzyć rotację czarnej dziury: Ten diagram ilustruje główny model do określania prędkości obrotu czarnych dziur. Trzy obrazy pokazują różne typy rotacji:
- wsteczny - dysk akrecyjny porusza się w przeciwnym kierunku niż czarna dziura;
- brak rotacji;
- bezpośredni obrót - dysk obraca się w tym samym kierunku co czarna dziura.
Dwa modele rotacji czarnej dziury: Naukowcy mierzą prędkość z powodu rozprzestrzeniania się promieni rentgenowskich, pomalowanych w różnych kolorach. Światło emanuje z dysków akrecyjnych krążących wokół czarnych dziur. Do ich promieniowania wykorzystywane są kosmiczne teleskopy rentgenowskie. Dzięki nim możesz rozdzielić kolory i zobaczyć, jak bardzo różni się odcisk żelaza, co widać na obu wykresach. Wyjaśniają to dwa modele. Pierwszy (rotacja) zakłada, że żelazo rozprzestrzeniło się przez zniekształcenie spowodowane przez ogromną siłę przyciągania czarnej dziury. Alternatywny model uważa, że zamknięcie chmur leżących w pobliżu czarnej dziury sztucznie zniekształciło linie żelaza. Każdy z tych modeli pomoże zmierzyć prędkość obrotu czarnych dziur.
Ten diagram pokazuje widmo elektromagnetyczne, podkreślając część rentgenowską. Teleskop spektroskopowy NuSTAR i teleskop XMM-Newton European Space Agency uzupełniają się, rozróżniając różne kolory światła rentgenowskiego. XMM-Newton widzi promienie o energii od 0,1 do 10 keV w „czerwonej” części widma, podczas gdy NuSTAR widzi najwyższą energię („najjaśniejsze” światła - między 3 a 70 keV).
Ten obraz XMM-Newtona przedstawia piękne ramiona spiralne galaktyki NGC1365. Duże regiony obserwowane przez poprzednie satelity zawierają tak dużo promieniowania tła, że promieniowanie z centralnej czarnej dziury jest w nim mieszane i rozcieńczane. NuSTAR jest w stanie wyizolować promieniowanie czarnej dziury, co pozwala na dokładniejszą analizę jej właściwości.
W wierszach przedstawiono dwa modele teoretyczne wyjaśniające niskoenergetyczne promienie X obserwowane z galaktyki NGC1365. Czerwona linia wyjaśnia promieniowanie za pomocą modelu, w którym chmury pyłu i gazu częściowo zablokowały promienie X światła. Zielona linia to model, w którym promieniowanie jest odbijane od wewnętrznej krawędzi dysku akrecyjnego znajdującego się w pobliżu czarnej dziury. Niebieskie kółka pokazują pomiary XMM-Newtona, które są równie dobrze wyjaśnione przez oba modele.
Dwa obserwatoria rentgenowskie są lepsze niż jedno: NuSTAR był w stanie wykazać, że prędkość obrotu czarnej dziury można całkowicie zmierzyć. XMM-Newton pomógł mu w tym. W przeciwieństwie do poprzedniego wykresu, na którym pomalowano wartości czerwonej, zielonej i niebieskiej linii, tutaj pojawia się żółty, wykonany przez NuSTAR. Podczas gdy oba modele są równie dobrze dostosowane do danych XMM-Newtona, tylko model dysku refleksyjnego jest odpowiedni dla wskaźników NuSTAR.