Hubble обнаружил необычный диск у черной дыры

pixabay.com

С помощью телескопа Hubble астрономы обнаружили неожиданный тонкий диск, состоящий из материала, окружающего сверхмассивную черную дыру в сердце спиральной галактики NGC 3147, которая находится от нас на расстоянии 130 млн световых лет.

Присутствие аккреционного диска в галактике с низкой светимостью сильно удивило ученых, поскольку черные дыры в таких системах считаются голодными, так как вокруг них недостаточно материи, которую они могли бы регулярно поглощать.

Особый интерес представляет материя этого диска, дающая уникальную возможность проверить теории относительности Альберта Эйнштейна. Согласно этим теориям, диск настолько глубоко внедрен в интенсивное гравитационное поле черной дыры, что свет от него изменяется, давая астрономам уникальный взгляд на динамические процессы, происходящие вблизи черной дыры.

«Мы никогда не фиксировали эффектов, описанных общей и специальной теориями относительности, в видимом спектре света с такой ясностью», - рассказал член исследовательской команды Марко Чиаберже.

Материал диска, который вращался вокруг черной дыры со скоростью более 10% скорости света, был проанализирован Hubble. При таких экстремальных скоростях газ становится ярче, когда он движется к Земле, и тускнеет, когда он отдаляется от нашей планеты. Этот эффект известен как релятивистское излучение. Наблюдения телескопа также показывают, что газ настолько глубоко погружен в гравитационную яму, что свет изо всех сил пытается вырваться, и поэтому кажется, что он растянут до более красных длин волн. При этом масса черной дыры примерно в 250 миллионов раз больше массы Солнца.

«Это очень интересный взгляд на диск, расположенный близко к черной дыре. Причем настолько близко, что скорости и интенсивность гравитационного воздействия влияют на то, как мы видим фотоны света», - объяснил ведущий автор исследования Стефано Бьянки.

Для изучения вещества, закрученного глубоко внутри этого диска, исследователи использовали Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS). Инструмент позволил отделить свет от объекта на множество разных длин волн, что позволило определить скорость, температуру и другие характеристики объекта с очень высокой точностью.

Первоначально астрономы выбрали эту галактику для проверки теорий об активных галактиках с низкой светимостью с вечно голодными черными дырами. Согласно этим моделям, материал в аккреционных дисках должен образовываться, когда сильное гравитация черной дыры захватит достаточное количество газа, излучая впоследствии много света и создавая «маяк» под названием квазар.

«Обнаруженный нами тип диска — это уменьшенный квазар, о существовании которого мы даже не подозревали», - пояснил Бьянки. «Это тот же тип диска, наблюдаемый в объектах, яркость которых в 1000 или даже 100 000 раз больше. Предсказания современных моделей для очень слабых активных галактик явно не оправдались», - добавил он.

Теперь ученые надеются использовать Hubble для поиска других очень компактных аккреционных дисков вокруг черных дыр с низкой светимостью в галактиках с похожей активностью.

Hubble обнаружил необычный диск у черной дыры

Картина дня

Наши публикации