Telescopul spațial Hubble este ca un câine bătrân care învață în mod constant comunității astronomice noi trucuri. Pe parcursul celor aproape treizeci de ani de funcționare, a dezvăluit date vitale despre extinderea Universului, vârsta lui, Calea Lactee, găurile negre supermasive (SMBHs), alte sisteme stelare și exoplanete și planetele Sistemului Solar .
Cel mai recent, o echipă internațională de cercetători care folosesc Hubble a făcut o descoperire care nu a fost doar fascinantă, ci și complet neașteptată. În inima galaxiei în spirală NGC 3147, au descoperit un disc subțire de gaz care se învârte, care a fost în mod precar apropiat de o gaură din spate, care este de aproximativ 250 de milioane de mase solare. Descoperirea a fost o surpriză completă, deoarece gaura neagră era considerată prea mică pentru a avea o astfel de structură în jurul ei.
Situată la aproximativ 130 de milioane de ani lumină de Pământ, NGC 3147 este o galaxie spirală cu un SMBH relativ mic în centrul său. Lucrurile
În calitate de Stefano Bianchi - cercetător de la Università
„Este o privire intrigantă pe un disc foarte aproape de o gaură neagră, atât de aproape încât viteza și intensitatea atracției gravitaționale afectează modul în care arată fotonii luminii. Nu putem înțelege datele decât dacă includem teoriile relativității. "
În galaxiile mai mici, cum ar fi NGC 3147, nu se presupune că există suficiente materiale captate gravitațional pentru a-și alimenta regulat SMBH-urile - făcându-le în mod eficient „găuri negre subnutrit”. Ca atare, cantitatea mică de material care consumă este posibil să se umfle și să formeze un torus în formă de gogoșar, mai degrabă decât să aplatizeze într-un disc subțire.
Prin urmare, a fost destul de surprinzător să vedem un disc care înconjura gaura neagră din NGC 3147, care seamănă cu cele mai puternice găsite în jurul SMBH mult mai mari, în centrul galaxiilor extrem de active. După cum a explicat Ari Laor de la Institutul de Tehnologie din Technion-Israel:
„Am considerat că acesta este cel mai bun candidat pentru a confirma că sub anumite luminozități, discul de acumulare nu mai există. Ceea ce am văzut a fost ceva complet neașteptat. Am găsit caracteristici care produc gaz în mișcare pe care le putem explica doar ca fiind produs de materialul care se rotește într-un disc subțire foarte aproape de gaura neagră. "
Aceste observații au fost deosebit de surprinzătoare, deoarece echipa de cercetare a selectat inițial NGC 3147 pentru a valida modelele acceptate de galaxii. Aceste modele prezic că se formează discuri de acumulare atunci când gazul este prins de o tracțiune gravitațională SMBHs. Pe măsură ce discurile câștigă viteză de la viteza rotatonală a găurii negre, ele încep să emită lumină intensă, producând un nucleu luminos cunoscut sub numele de quasar.
Cu toate acestea, odată ce mai puțin material este tras în disc, acesta începe să se descompună și devine mai slab. Când echipa s-a uitat la NGC 3147, se așteptau să vadă o galaxie activă cu luminozitate mai mică, cu o gaură neagră neagră. După cum a explicat Bianchi:
„Tipul de disc pe care îl vedem este un cvasar redus, pe care nu ne așteptam să existe. Este același tip de disc pe care îl vedem la obiecte care sunt de 1.000 sau chiar de 100.000 de ori mai luminoase. Prognozele modelelor actuale pentru dinamica gazelor în galaxiile active foarte slabe au eșuat în mod clar. "
După cum sa menționat, deoarece discul este atât de adânc înglobat în intensul câmp gravitațional al găurii negre, lumina de pe discul de gaz este modificată în conformitate cu Teoria relativității generale a lui Einstein. Această teorie descrie modul în care curbura spațiului-timp este modificată în prezența unui câmp gravitațional, care poate afecta chiar comportamentul luminii (care este descris de Teoria relativității speciale a lui Einstein).
Pe baza observațiilor lor cu spectrograful imagistic al telescopului spațial (STIS) al Hubble, echipa a stabilit că materialul din disc se deplasează cu mai mult de 10% viteza luminii. La aceste viteze extreme, materialul din disc părea să se lumineze pe măsură ce călătorea spre Pământ, pe o parte și se întuneca pe măsură ce se îndepărta de cealaltă (efect cunoscut sub numele de fascicul relativist).
Observațiile Hubble au arătat, de asemenea, că gazul este atât de încorporat în puțul gravitațional al găurii negre, încât lungimea de undă a luminii este întinsă, făcându-l să pară mai roșu. Datorită rezoluției puternice a STIS, echipa a putut să izoleze lumina slabă care vine din regiunea găurii negre și să blocheze lumina contaminantă. După cum spunea Chiaberge:
„Fără Hubble, nu am fi putut vedea asta, deoarece regiunea găurilor negre are o luminozitate scăzută. Luminozitatea stelelor din galaxie scoate în evidență orice din nucleu. Deci dacă o observi de la sol, ești dominat de luminozitatea stelelor, care înecă emisia slabă din nucleu. ”
Echipa speră să se bazeze pe această ultimă descoperire folosind Hubble pentru a căuta discuri compacte similare în jurul găurilor negre cu luminozitate scăzută. Dacă vor avea succes, descoperirile rezultate vor oferi astronomilor oportunități suplimentare de a vizualiza relativitatea în acțiune.
Studiul care descrie observațiile echipei a apărut recent în Avize lunare ale Royal Astronomical Society.
