Az Hubble űrtávcső olyan, mint egy régi kutya, aki folyamatosan új trükköket tanít a csillagászati közösség számára. Majdnem harminc működési éve során feltárta a világegyetem kiterjedéséről, koráról, a Tejútról, a szupermasszív fekete lyukakról (SMBH), más csillagrendszerekről és az exoplanetekről, valamint a Naprendszer bolygóiról szóló lényeges adatokat. .
Legutóbb a Hubble-ot használó nemzetközi kutatócsoport felfedezést készített, amely nemcsak izgalmas, de teljesen váratlan is volt. Az NGC 3147 spirális galaxis szívében egy örvénylő vékony gázkorongot észleltek, amely bizonytalanul közel áll egy hátsó lyukhoz, amely körülbelül 250 millió napenergiát jelent. A lelet teljes meglepetés volt, mivel a fekete lyukat túl kicsinek tartották ahhoz, hogy ilyen szerkezetű legyen körülötte.
Az NGC 3147 egy körülbelül 130 millió fényévre fekszik a Földtől, egy spirális galaxis, amelynek magjában viszonylag kicsi az SMBH. A dolgok
Stefano Bianchi - az Università kutatója
„Ez érdekes egy olyan lemezre néz, amely nagyon közel van egy fekete lyukhoz, olyan közel, hogy a gravitációs húzás sebessége és intenzitása befolyásolja a fény fotonok megjelenését. Az adatok csak akkor érthetők meg, ha belefoglaljuk a relativitáselméletet. ”
Kisebb galaxisokban, mint például az NGC 3147, nem feltételezik, hogy elegendő gravitációs úton befogott anyag lenne az SMBH-k rendszeres táplálására - hatékonyan így „alultáplált fekete lyukakat” képezve. Mint ilyen, az általuk fogyasztott kis mennyiségű beeső anyag valószínűleg felfúj és fánk alakú torust képez, nem pedig egy vékony korongba simul.
Ezért meglepő volt, amikor egy NGC 3147-ben a fekete lyukat körülvevő lemezt láttuk, amely a hatalmasabbokra emlékeztet, amelyek sokkal nagyobb SMBH körül találhatók az rendkívül aktív galaxisok központjában. Mint Ari Laor a Technion-Izrael Technológiai Intézetből elmagyarázta:
"Úgy gondoltuk, hogy ez a legjobb jelölt annak megerősítésére, hogy bizonyos fényerősségek alatt az akkumulációs korong már nem létezik. Amit láttunk, valami teljesen váratlan volt. Mozgás közbeni gázt találtunk olyan tulajdonságokkal, amelyeket csak azzal magyarázhatunk, hogy olyan anyagból állítják elő, amely egy vékony korongban forog nagyon közel a fekete lyukhoz. "
Ezek a megfigyelések különösen meglepőek voltak, mivel a kutatócsoport eredetileg az NGC 3147-et választotta az elfogadott galaxismodellek validálására. Ezek a modellek azt jósolják, hogy akkor, amikor a gázt egy SMBH gravitációs húzása rögzíti, akkor akkumulációs tárcsák alakulnak ki. Amint a korongok felgyorsulnak a fekete lyuk forgási sebességéből, intenzív fényt bocsátanak ki, és kvazárnak nevezett fényes atomot képeznek.
Ugyanakkor, ha kevesebb anyag kerül a lemezbe, az elbomlik, és halványabbá válik. Amikor a csapat az NGC 3147-re nézett, azt várták, hogy alacsonyabb fényerejű aktív galaxist látnak, alultáplált fekete lyukkal. Amint Bianchi elmondta:
„Az általunk látott lemez típusa egy kicsinyített kvázár, amelyre nem számítottuk, hogy létezik. Ugyanaz a lemeztípus, mint az objektumokban, amelyek 1000 vagy akár 100 000-szeresen világítanak. A nagyon gyenge aktív galaxisokban a jelenlegi modellek előrejelzése egyértelműen kudarcot vallott a gázdinamikára vonatkozóan. ”
Mint megjegyeztük, mivel a lemez annyira mélyen beágyazódik a fekete lyuk intenzív gravitációs mezőjébe, a gázkorong fényét módosítják Einstein általános relativitáselméletének megfelelően. Ez az elmélet leírja, hogy a tér-idő görbülete hogyan változik egy gravitációs mező jelenlétében, ami akár befolyásolhatja a fény viselkedését (amelyet Einstein speciális relativitáselmélete ír le).
A Hubble űrteleszkópos képalkotó spektrográfiával (STIS) végzett megfigyeléseik alapján a csoport megállapította, hogy a lemezen lévő anyag a fénysebesség több mint 10% -án mozog. Ezeknél a szélsőséges sebességeknél a korongban lévő anyag világosabbnak tűnt, amikor egyik oldalán a Föld felé haladt, és a másik oldalán elhalványult (a relativista sugárzásnak nevezett hatás).
A Hubble megfigyelései azt is kimutatták, hogy a gáz annyira be van ágyazva a fekete lyuk gravitációs kútjába, hogy a fény hullámhosszát megnyújtják, és így vörösesnek tűnik. A STIS éles felbontásának köszönhetően a csapat képes volt elkülöníteni a fekete lyuk régióból származó halvány fényt és megakadályozni a szennyező fényt. Amint Chiaberge mondta:
„Hubble nélkül ezt nem láthattuk volna, mert a fekete lyuk régió alacsony fényerősséggel bír. A csillagok fényessége a galaxisban bármit elrejti a magban. Tehát ha a talajtól figyeli, akkor a csillagok fényessége uralja Önt, amely elfojtja a sejtmag csekély sugárzását. ”
A csapat reméli, hogy erre a legújabb felfedezésre épít, ha a Hubble segítségével hasonló kompakt lemezeket keres az alacsony fényerejű fekete lyukak körül. Sikeres siker esetén az így kapott felfedezések további lehetőségeket kínálnak a csillagászoknak a relativitáselmélet működés közbeni megfigyelésére.
A csoport megfigyeléseit leíró tanulmány a közelmúltban jelent meg a A Királyi Csillagászati Társaság havi értesítései.
