Тхе Хуббле свемирски телескоп је попут старог пса који непрестано учи астрономску заједницу новим триковима. Током скоро тридесет година свог рада открили су виталне податке о ширењу Универзума, његовом добу, Млечном путу, супермасивим црним рупама (СМБХ), другим звездама и егзопланетима, и планетама Сунчевог система .
Недавно је међународни тим истраживача који користе Хуббле открио да није само фасцинантно, већ и потпуно неочекивано. У срцу спиралне галаксије НГЦ 3147, уочили су вртлог танког диска гаса који је неизвесно близу стражње рупе која износи око 250 милиона соларних маса. Налаз је био потпуно изненађење јер се црна рупа сматрала премалом да би имала такву структуру око себе.
Смештен приближно 130 милиона светлосних година од Земље, НГЦ 3147 је спирална галаксија са релативно малим СМБХ у свом језгру. Ствари
Као Стефано Бианцхи - истраживач са Универзитета
„Ово је интригантан поглед на диск врло близу црне рупе, тако близу да брзине и интензитет гравитационог повлачења утичу на то како изгледају фотони светлости. Не можемо разумети податке ако не укључимо теорије релативности. "
У мањим галаксијама попут НГЦ 3147, не треба имати довољно гравитационо заробљеног материјала за редовно напајање њихових СМБХ - ефективно чинећи их „неухрањеним црним рупама“. Због тога ће мала количина материјала који продире вероватно надувати и формирати торус у облику крофне, уместо да се изравна у танки диск.
Стога је прилично изненађујуће видети диск који окружује црну рупу у НГЦ 3147 који подсећа на оне моћније који се налазе око много већих СМБХ у центру изузетно активних галаксија. Како је објаснио Ари Лаор са Технолошко-израелског института за технологију:
„Мислили смо да је ово најбољи кандидат који је потврдио да испод одређених светиљки, диск за акрецију више не постоји. Оно што смо видели било је нешто потпуно неочекивано. Пронашли смо гас у покрету који производе карактеристике које можемо да објаснимо само тако што се производи ротирањем материјала у танком диску, врло близу црне рупе. "
Ова запажања су била посебно изненађујућа јер је истраживачки тим првобитно одабрао НГЦ 3147 за валидацију прихваћених модела галаксија. Ови модели предвиђају да се акрециони дискови формирају када се гас заустави гравитационим потезом СМБХ. Како дискови добијају брзину од ротатоналне брзине црне рупе, почињу да емитују интензивно светло, производећи јарко нуклеарно тело познато као квазар.
Међутим, једном кад се мање материјала повуче на диск, он се почиње распадати и постаје све ближи. Кад су тим погледали НГЦ 3147, очекивали су да ће видети активну галаксију слабијег сјаја са неухрањеном црном рупом. Као што је Бианцхи објаснио:
„Тип диска који видимо је умањени квазар за који нисмо очекивали да постоји. То је исти тип диска који видимо у објектима који су 1.000 или чак 100.000 пута више блистави. Предвиђања тренутних модела за динамику гаса у врло слабим активним галаксијама очигледно су пропала. "
Као што је напоменуто, пошто је диск тако дубоко уграђен у интензивно гравитационо поље црне рупе, светлост са гасног диска се модификује у складу са Еинстеиновом теоријом опште релативности. Ова теорија описује како се закривљеност простора-времена мења у присуству гравитационог поља, које може чак утицати на понашање светлости (што је описала Аинстеинова теорија специјалне релативности).
На основу њихових запажања са Хуббле-овим свемирским телескопским спектрографом за снимање (СТИС), тим је утврдио да се материјал у диску кретао брзином светлости већом од 10%. При овим екстремним брзинама, чинило се да се материјал у диску светлуцао док је с једне стране путовао према Земљи и пригушио се док је са друге стране одмицао (ефекат познат као релативистичко зрачење).
Хубблеова запажања такође су показала да је гас толико уграђен у гравитациони бунар црне рупе да се таласна дужина светлости растеже, због чега делује црвенијим. Захваљујући оштрој резолуцији СТИС-а, тим је успео да изолује слабу светлост која долази из подручја црне рупе и блокира контаминирајућу светлост. Као што је Цхиаберге рекао:
„Без Хубблеа, то не бисмо могли видети јер регија црне рупе има малу светлину. Светлеће звезде у галаксији прекривају било шта у језгру. Дакле, ако га посматрате са земље, вама доминира сјај звезда, које утапа слабу емисију из језгра. "
Тим се нада да ће се надоградити на овом најновијем открићу користећи Хуббле за лов на сличне компактне дискове око црних рупа слабе светлости. Ако буду успешни, резултирајућа открића ће астрономима пружити додатне могућности за гледање релативности у акцији.
Студија која описује запажања тима недавно се појавила у часопису Месечна обавештења Краљевског астрономског друштва.
