Hubble svemirski teleskop je poput starog psa koji neprestano uči astronomsku zajednicu novim trikovima. Tijekom gotovo trideset godina svog rada otkrio je vitalne podatke o širenju svemira, njegovoj starosti, Mliječnom putu, supermasivim crnim rupama (SMBH), drugim zvjezdanim sustavima i egzoplanetima i planetima Sunčevog sustava ,
Nedavno je međunarodni tim istraživača koji koriste Hubble napravio otkriće koje nije bilo samo fascinantno, već i potpuno neočekivano. U srcu spiralne galaksije NGC 3147 uočili su vrtložni tanki disk plina koji je nesigurno blizu stražnje rupe koja iznosi oko 250 milijuna solarnih masa. Otkriće je bilo potpuno iznenađenje budući da se crna rupa smatrala premalom da bi mogla imati takvu strukturu oko sebe.
Smješten otprilike 130 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje, NGC 3147 je spiralna galaksija s relativno malom SMBH u srži. Stvari
Kao Stefano Bianchi - istraživač sa Università
„Ovo je intrigantan pogled na disk vrlo blizu crne rupe, tako blizu da brzina i intenzitet gravitacijskog povlačenja utječu na to kako izgledaju fotoni svjetlosti. Ne možemo razumjeti podatke ako ne uključimo teorije relativnosti. "
U manjim galaksijama poput NGC 3147, pretpostavlja se da nema dovoljno gravitacijskog snimljenog materijala za redovito hranjenje njihovih SMBH - što ih čini "neuhranjenim crnim rupama". Zbog toga će mala količina materijala koji propada konzumirati vjerojatno da se napuhava i oblikuje torus u obliku krafne, umjesto da se izravna u tanki disk.
Stoga je prilično iznenađujuće vidjeti disk koji okružuje crnu rupu u NGC 3147 koji nalikuje onim snažnijim koji se nalaze oko mnogo većih SMBH u središtu izuzetno aktivnih galaksija. Kao što je objasnio Ari Laor iz Tehničko-izraelskog instituta za tehnologiju:
"Mislili smo da je ovo najbolji kandidat koji potvrđuje da ispod određenih svjetlosti, akrektorski disk više ne postoji. Ono što smo vidjeli bilo je nešto potpuno neočekivano. Pronašli smo značajke u pokretu plina koje možemo objasniti samo tako da se proizvodi tako što se materijal rotira u tankom disku vrlo blizu crne rupe. "
Ova su zapažanja bila posebno iznenađujuća jer je istraživački tim u početku odabrao NGC 3147 za validaciju prihvaćenih modela galaksija. Ovi modeli predviđaju da se akrecijski diskovi formiraju kada plin zarobi gravitacijskim potezom SMBH. Kako diskovi dobivaju brzinu od rotatonalne brzine crne rupe, počinju emitirati intenzivno svjetlo, proizvodeći svijetlu nuklearnu struju poznatu kao kvazar.
Međutim, jednom kad se manje materijala povuče u disk, on se počinje raspadati i postaje bliži. Kad su tim pogledali NGC 3147, očekivali su da će vidjeti aktivnu galaksiju slabijeg svjetla sa pothranjenom crnom rupom. Kao što je Bianchi objasnio:
"Vrsta diska koji vidimo je smanjeni kvazar koji nismo očekivali da postoji. To je isti tip diska koji vidimo u objektima koji su 1.000 ili čak 100.000 puta svjetliji. Predviđanja trenutnih modela za dinamiku plina u vrlo slabim aktivnim galaksijama očito nisu uspjela. "
Kao što je napomenuto, budući da je disk tako duboko ugrađen u intenzivno gravitacijsko polje crne rupe, svjetlost iz plinskog diska modificirana je u skladu s Einsteinovom teorijom opće relativnosti. Ova teorija opisuje kako se zakrivljenost prostora-vremena mijenja u prisutnosti gravitacijskog polja, što čak može utjecati na ponašanje svjetla (što je opisala Einsteinova teorija posebne relativnosti).
Na temelju svojih promatranja s Hubble-ovim svemirskim teleskopskim spektrografom (STIS), tim je utvrdio da se materijal u disku kretao brzinom svjetlosti većom od 10%. S ovim ekstremnim brzinama činilo se da će se materijal u disku posvijetliti dok je s jedne strane putovao prema Zemlji i prigušen, dok je s druge strane odmicao (efekt poznat kao relativističko zračenje).
Hubbleova opažanja također su pokazala da je plin toliko ugrađen u gravitacijski bunar crne rupe da se talasna dužina svjetlosti rasteže, zbog čega izgleda crvenom. Zahvaljujući oštroj rezoluciji STIS-a, tim je uspio izolirati slabu svjetlost koja dolazi iz regije crne rupe i blokirati kontaminirajuću svjetlost. Kao što je Chiaberge rekao:
"Bez Hubblea, to ne bismo mogli vidjeti jer područje crne rupe ima nisku svjetlinu. Svjetline zvijezda u galaksiji prekrivaju bilo što u jezgri. Dakle, ako ga promatrate sa tla, dominira vas sjaj zvijezda, koje utapaju slabašnu emisiju iz jezgre. "
Tim se nada da će se nadograditi na ovom najnovijem otkriću koristeći Hubble za lov na slične kompaktne diskove oko crnih rupa niske svjetlosti. Ako budu uspješni, rezultirajuća otkrića pružit će astronomima dodatne mogućnosti za gledanje relativnosti u djelovanju.
Studija koja opisuje opažanja tima nedavno se pojavila u Mjesečne obavijesti Kraljevskog astronomskog društva.
