Космическият телескоп Хъбъл откри черна дупка, която не би трябвало да съществува
Самите черните дупки са задоволително тайнствени, а в този момент астрономите, употребяващи галактическия телескоп Хъбъл, откриха непредвиден тъничък диск от материал, който се върти към супермасивна черна дупка в сърцето на превъзходната спирална вселена NGC 3147, ситуирана на 130 милиона светлинни години.
Главоблъсканицата е, че дискът не би трябвало да е там, въз основа на актуалните астрономически знания и теории. Неочакваното наличие на диск, който е толкоз покрай черна дупка, предлага неповторима опция да се тества теорията на относителността на Алберт Айнщайн.
Общата доктрина на относителността разказва гравитацията като крива на пространството и специфичната релативност като връзка сред времето и пространството.
„ Никога не сме виждали резултата от общата и специфичната релативност във забележимата светлина с тази огромна изясненост “, споделя Марко Киаберге от Европейската галактическа организация и Научния институт за галактически телескопи към Университета „ Джон Хопкинс “ в Балтимор, Мериленд. член на екипа, който е провел изследването с Хъбъл.
„ Това е завладяващ взор към диск, доста покрай черна дупка, толкоз близо, че скоростите и интензивността на гравитационното привличане засягат метода по който наподобяват фотоните на светлината “, прибавя първият създател на проучването, Стефано Бианки от университета Рома Тре, в Рим, Италия.
„ Не можем да разберем данните, в случай че не включим теориите на относителността. “
Черните дупки в избрани видове галактики, като NGC 3147 са „ недохранени “, тъй като няма задоволително гравитационно уловени материали, които да ги хранят постоянно. Така тънката мъгла на материала на диска се издува като поничка, вместо да се изравнява в диск с форма на палачинка. Ето за какво е доста озадачаващо за какво в NGC 3147 има тъничък диск, обгръщащ гладната черна дупка, която имитира доста по-мощни дискове, намиращи се в извънредно дейни галактики с великански черни дупки.
„ Мислехме, че това е най-хубавият претендент, с цел да потвърдим, че под избрани светлинни равнища акреционният диск към този момент не съществува “, изясни Ари Лаор от Технологичния институт на Technion-Israel в Хайфа, Израел. „ Това, което видяхме обаче, беше нещо изцяло ненадейно. Намерихме газ, който генерира придвижвания, които можем да разбираем единствено като артикул, който се върти на тъничък диск, доста покрай черната дупка. “
Астрономите в началото избраха тази вселена, с цел да потвърдят признатите модели за дейни галактики с по-ниска осветеност – тези с черни дупки, които са на нищожна диета от материали. Моделите предсказват, че акреционният диск се образува, когато изобилните количества газ се уловят от мощната гравитационна мощ на черната дупка. Тази хваната материя излъчва доста светлина, създавайки ослепителен фар, наименуван квазар, в тази ситуация на най-добре хранените черни дупки. След като по-малко материал се издърпа в диска, той стартира да се разпада, става по-слаб и трансформира структурата си.
„ Типът диск, който виждаме, е понижен квазар, който не чакахме че изобщо съществува “, споделя Бианки. „ Това е еднакъв вид диск, който виждаме в обекти, които са 1000 или даже 100 000 пъти по-светли. Предсказанията на актуалните модели за газови динамичности в доста слаби дейни галактики явно се провалят. “
Дискът е толкоз надълбоко вграден в интензивното гравитационно поле на черната дупка, че светлината от газовия диск е модифицирана, съгласно теориите на относителността на Айнщайн, което дава на астрономите неповторим взор към динамичните процеси, близо до черната дупка.
Хъбъл сподели, че материалът, който се върти към черната дупка, се движи с повече от 10% от скоростта на светлината. При тези рискови скорости газът наподобява по-светъл, като пътува към Земята от едната страна и се затъмнява, като се отдалечава от нашата планета (ефект, наименуван релативистичен лъч). Наблюденията на Хъбъл също демонстрират, че газът е толкоз укрепен в гравитационния бунар, че светлината се бори да се изкачи, и затова наподобява, че е разтегната до по-червени дължини на вълните. Масата на черната дупка е към 250 милиона слънца.
Изследователите са употребявали спектрографа на галактическия телескоп Хъбъл (STIS), с цел да следят материята, която се върти надълбоко в диска. Спектрографът е диагностичен инструмент, който разделя светлината от обекта на доста обособени дължини на вълната, с цел да дефинира неговата скорост, температура и други характерности при доста висока акуратност. Астрономите се нуждаят от острата резолюция на STIS, с цел да изолират слабата светлина от региона на черните дупки и да блокират замърсяващата светлина от звездите в галактиката.
„ Без Хъбъл не бихме могли да забележим това, тъй като районът на черната дупка има ниска осветеност “, споделя Чиабърге. „ Светлините на звездите в галактиката засенчват всичко в ядрото. Така че, в случай че го наблюдавате от Земята, вие сте доминирани от яркостта на звездите, която удавя слабата емисия от ядрото. “
Екипът се надява да употребява Хъбъл, с цел да търси и други доста компактни дискове към черни дупки с ниска мощ в сходни галактики.
Изследването на екипа се появи онлайн в изданието Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
