Аккреционный диск вокруг черной дыры NGC 3147 удивил ученых
Он дает уникальную возможность проверить теорию относительности Альберта Эйнштейна
Астрономы, использующие космический телескоп Хаббл, обнаружили неожиданно тонкий диск материала, быстро вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре NGC 3147, спиральной галактики с низкой светимостью, расположенной на расстоянии около 130 миллионов световых лет от нас.
Доктор Стефано Бьянки из Università degli Studi Roma Tre и его коллеги первоначально выбрали NGC 3147 для проверки принятых моделей об активных галактиках с низкой светимостью: тех, которые имеют «голодные» черные дыры.
«Тип диска, который мы видим, — это уменьшенный квазар, которого мы не ожидали обнаружить», — сказал Стефано Бьянки. «Это тот же тип диска, который мы видим в объектах, которые в 1000 или даже 100 000 раз ярче. Предсказания современных моделей для очень слабых активных галактик явно не оправдались».
Черные дыры в некоторых типах галактик, таких как NGC 3147, считаются «голодными», поскольку им недостаточно гравитационно захваченного материала, чтобы регулярно питать их. Поэтому удивительно, что существует тонкий диск, окружающий голодную черную дыру, который имитирует гораздо большие диски, найденные в чрезвычайно активных галактиках.
Особый интерес представляет этот материал, окружающий черную дыру, так как он дает уникальную возможность проверить теории относительности Альберта Эйнштейна.
В соответствии с этой теорией диск внутри настолько глубоко погружен в интенсивное гравитационное поле черной дыры, что свет от газового диска изменяется, давая астрономам уникальный взгляд на динамические процессы, близкие к черной дыре.
«Мы никогда не видели эффектов как общей, так и специальной теории относительности в видимом свете с такой большой ясностью», — говорят ученые.
Диск вращается вокруг черной дыры со скоростью, превышающей 10% скорости света. При таких экстремальных скоростях газ, осветляется, когда он движется к Земле с одной стороны, и тускнеет, когда он уходит от нашей планеты с другой. Этот эффект известен как релятивистское излучение.
Наблюдения Хаббла также показывают, что газ настолько глубоко погружен в гравитационную яму, что свет изо всех сил пытается вырваться из нее, и поэтому кажется, что он растянут до более красных длин волн. Масса черной дыры составляет около 250 миллионов солнечных масс.
«Это интригующий взгляд на диск, расположенный очень близко к черной дыре, настолько близко, что скорости и интенсивность гравитационного воздействия влияют на то, как мы видим фотоны света», — говорят исследователи.
Stefano Bianchi et al. 2019. HST unveils a compact mildly relativistic broad-line region in the candidate true type 2 NGC 3147. MNRASL 488 (1): L1-L5; doi: 10.1093/mnrasl/slz080