Habla kosmiskais teleskops ir kā vecs suns, kurš pastāvīgi māca astronomiskajai sabiedrībai jaunus trikus. Gandrīz trīsdesmit darbības gadu laikā tas ir atklājis svarīgus datus par Visuma paplašināšanos, tā vecumu, Piena ceļu, supermasīvajiem melnajiem caurumiem (SMBH), citām zvaigžņu sistēmām un eksoplanetām, kā arī Saules sistēmas planētām. .
Pavisam nesen starptautiska pētnieku grupa, kas izmantoja Hablu, veica atklājumu, kas bija ne tikai aizraujošs, bet arī pilnīgi negaidīts. Spirālveida galaktikas NGC 3147 sirdī viņi pamanīja virpuļojošu plānu gāzes disku, kas bija netālu no aizmugures atveres, kas ir aptuveni 250 miljoni Saules masu. Atrade bija pilnīgs pārsteigums, jo melnais caurums tika uzskatīts par pārāk mazu, lai ap to būtu šāda struktūra.
NGC 3147, kas atrodas aptuveni 130 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes, ir spirālveida galaktika, kuras kodolā atrodas samērā mazs SMBH. Lietas
Kā Stefano Bianchi - pētnieks no Università
“Šis ir intriģējošs palūrējums diskā, kas atrodas ļoti tuvu melnajam caurumam, tik tuvu, lai gaismas fotonus izskatās tie gravitācijas pievilkšanas ātrumi un intensitāte. Mēs nevaram saprast datus, ja neiekļaujam relativitātes teorijas. ”
Mazākajās galaktikās, piemēram, NGC 3147, nav paredzēts, ka būtu pietiekami daudz gravitācijas uztvertu materiālu, lai regulāri barotu savus SMBH - efektīvi padarot tos par “nepietiekami uzturētiem melnajiem caurumiem”. Kā neliels iekūtošā materiāla daudzums, ko viņi patērē, iespējams, piepūšas un veido virtula formas garozu, nevis saplacina plānā diskā.
Tāpēc bija diezgan pārsteidzoši redzēt disku, kas apņem melno caurumu NGC 3147 un kas atgādina jaudīgākos, kas atrodami ap daudz lielākiem SMBHs ārkārtīgi aktīvo galaktiku centrā. Kā skaidroja Ārijs Laors no Izraēlas Tehnionistu institūta:
“Mēs domājām, ka tas ir labākais kandidāts, kas apstiprina, ka zem noteiktiem gaismas līmeņiem akrecijas diska vairs nav. Tas, ko mēs redzējām, bija kaut kas pilnīgi negaidīts. Mēs atradām gāzi kustībā, kas rada īpašības, kuras mēs varam izskaidrot tikai kā tādas, kuras ražo ar materiālu, kas rotē plānā diskā ļoti tuvu melnajam caurumam. ”
Šie novērojumi bija īpaši pārsteidzoši, jo pētījumu grupa sākotnēji izvēlējās NGC 3147, lai apstiprinātu pieņemtos galaktiku modeļus. Šie modeļi paredz, ka, kad gāze tiek iesprostota ar SMBH gravitācijas vilkmi, veidojas akrila diski. Kad diski iegūst ātrumu no melnā cauruma rotatonālā ātruma, tie sāk izstarot intensīvu gaismu, veidojot spilgtu kodolu, kas pazīstams kā kvazārs.
Tomēr, tiklīdz mazāk materiāla tiek ievilkts diskā, tas sāk sadalīties un kļūst vājāks. Kad komanda apskatīja NGC 3147, viņi gaidīja, ka redzēs aktīvu galaktiku ar mazāku gaismas intensitāti ar nepietiekami barotu melno caurumu. Kā skaidroja Bianchi:
“Diska tips, kuru mēs redzam, ir samazināts kvazārs, kuru mēs negaidījām. Tas ir tāda paša veida disks, kādu mēs redzam objektos, kuru apgaismojums ir 1000 vai pat 100 000 reizes lielāks. Pašreizējo gāzes dinamikas modeļu prognozes ļoti vājās aktīvās galaktikās acīmredzami neizdevās. ”
Kā atzīmēts, tā kā disks ir tik dziļi iestrādāts melnā cauruma intensīvajā gravitācijas laukā, gāze no gāzes diska tiek modificēta atbilstoši Einšteina vispārējās relativitātes teorijai. Šī teorija apraksta, kā mainās telpas laika izliekums gravitācijas lauka klātbūtnē, kas var pat ietekmēt gaismas izturēšanos (ko apraksta Einšteina īpašās relativitātes teorija).
Balstoties uz novērojumiem ar Habla kosmiskā teleskopa attēlveidošanas spektrogrāfu (STIS), komanda noteica, ka diskā esošais materiāls pārvietojas vairāk nekā par 10% no gaismas ātruma. Pie šiem ārkārtējiem ātrumiem diskā esošais materiāls šķita spožāks, jo tas no vienas puses devās pret Zemi un, no otras puses, tuvāk samazinoties (efekts, kas pazīstams kā relativistisks starojums).
Habla novērojumi arī parādīja, ka gāze ir tik iestrādāta melnā cauruma gravitācijas urbā, ka gaismas viļņa garums tiek izstiepts, padarot to sarkanāku. Pateicoties straujajai STIS izšķirtspējai, komanda spēja izolēt vāju gaismu, kas nāk no melnā cauruma reģiona, un bloķēt piesārņojošo gaismu. Kā teica Chiaberge:
“Bez Habla mēs to nebūtu varējuši redzēt, jo melnā cauruma reģionam ir zema gaismas spēja. Zvaigžņu gaišums galaktikā pārspēj jebko kodolā. Tātad, ja jūs to novērojat no zemes, jūs dominē zvaigžņu spilgtums, kas aizkavē nelielu izstarojumu no kodola. ”
Komanda cer balstīties uz šo jaunāko atklājumu, izmantojot Hablu, lai medītu līdzīgus kompaktdiskus ap melniem caurumiem, kuru apgaismojums ir mazs. Ja panākumi būs veiksmīgi, iegūtie atklājumi sniegs astronomiem papildu iespējas aplūkot relativitāti darbībā.
Pētījums, kurā aprakstīti komandas novērojumi, nesen parādījās Karaliskās astronomiskās biedrības ikmēneša paziņojumi.
