Melnā cauruma disks, kuram nevajadzētu pastāvēt

Pareizi, spirālveida galaktika. Pa kreisi, melnā cauruma un diska zīmējums ar izliektām radiālām līnijām.

Pa kreisi, Habla kosmosa teleskopa attēls no spirālveida galaktikas NGC 3147, kas atrodas 130 miljgaismas gadiprom ziemeļu zvaigznāja virzienāDrako. Pareizi, mākslinieka ilustrācija par supermasīvo melno caurumu, kas atrodas galaktikas kodolā. Šis briesmonis melnais caurums sver aptuveni 250 miljonus reižu vairāk nekā mūsu saule. Tomēr NGC 3147 melnais caurums ir samērā mierīgs, un astronomi negaidīja, ka atradīs plānu disku. Attēls caurNASA(Habla attēls: NASA/ESA/S. Bianchi, A. Laor un M. Chiaberge. Ilustrācija: NASA/ESA/A. Feild/L. Hustak).


Astronomi, kuri izmantoja Habla kosmisko teleskopu, šā mēneša sākumā teica, ka ir atraduši plānu materiāla disku, kam nevajadzētu tur atrasties, virpuļojot ap supermasīvu melno caurumu spirālveida galaktikas centrā aptuveni 130 miljonu gaismas gadu attālumā. Astronomi negaidīja, ka redzēs disku ap melno caurumu galaktikas NGC 3147 centrā. Tika uzskatīts, ka šajā galaktikā ir lielisks piemērsmierīgs supermasīvs melnais caurums, kas netika “barots” ar milzīgu materiāla daudzumu, kas tajā virpojās no pievienotā diska. Tomēr acīmredzot disks pastāv. Tas izskatās kā tāda paša veida disks, kas-labi barotu melno caurumu gadījumā citās galaktikās-ir radījis izcilu bāku, ko sauc parkvazārs. Bet šeit nav kvazāra. Centrālais melnais caurums ir kluss. Un tā ... noslēpums!

Pētījuma pirmais autors,Stefano BjankiRomas Tre universitātes Romā, Itālijā (@astrobianchivietnē Twitter), teikts apaziņojums, apgalvojums:


Redzamais diska veids ir samazināts kvazārs, kura esamību mēs negaidījām. Tas ir tāda paša veida disks, kādu mēs redzam objektos, kas ir 1000 vai pat 100 000 reižu gaišāki. Pašreizējo modeļu prognozes gāzes dinamikai ļoti vājās aktīvās galaktikās nepārprotami neizdevās.

Tomēr komanda ir satraukti par šo atklājumu. Tas dod viņiem iespēju rūpīgāk izpētīt melno caurumu un to disku fiziku. Turklāt viņi teica, ka melnais caurums un tā disks piedāvā:

… Unikāla iespēja pārbaudīt Alberta Einšteina relativitātes teorijas. Vispārējā relativitāte gravitāciju raksturo kā telpas izliekumu, un īpašā relativitāte raksturo laika un telpas attiecības.

Komandas papīrs bijapublicēts2019. gada 11. jūlijārecenzētsžurnālsKaraliskās astronomijas biedrības ikmēneša paziņojumi.




Kāpēc astronomi negaidīja šo melnā cauruma disku? Vai melnos caurumus parasti neietekmē tādi diski kā šis? Ne gluži. Centrālie supermasīvie melnie caurumi galaktikās, piemēram, NGC 3147, astronomiem šķiet “nepietiekami uztura”. Tiek uzskatīts, ka tas ir tāpēc, ka nav pietiekami daudz gravitācijas veidā uztvertu materiālu, lai tos regulāri barotu. NASA paskaidroja:

Tātad, materiāla plānā dūmaka uzpūšas kā virtulis, nevis izlīdzinās pankūkas formas diskā. Tāpēc ir ļoti mulsinoši, kāpēc NGC 3147 ir plāns disks, kas ieskauj izsalkušu melno caurumu, kas atdarina daudz jaudīgākus diskus, kas atrodami ārkārtīgi aktīvās galaktikās ar iegravētajiem, briesmonīgajiem melnajiem caurumiem.

Sākotnēji astronomi izvēlējās šo galaktiku, lai apstiprinātu pieņemtos modeļus, kas izskaidro tādas galaktikas kā NGC 3147, tās, kurām ir melni caurumi ar nelielu materiāla daudzumu. Viens no pētījumā iesaistītajiem astronomiem -Āri Laorsno Technion-Israel tehnoloģiju institūta, kas atrodas Haifā, Izraēlā,-komentēja paziņojumā:

Mēs domājām, ka tas ir labākais kandidāts, lai apstiprinātu, ka zem noteiktiem spožumiem uzkrāšanās disks vairs nepastāv. Tas, ko mēs redzējām, bija kaut kas pilnīgi negaidīts. Mēs atklājām, ka gāze kustībā rada īpašības, kuras mēs varam izskaidrot tikai kā tās, ko rada materiāls, kas rotē plānā diskā, kas atrodas ļoti tuvu melnajam caurumam.


Melns plankums oranžā diska vidū, ko ieskauj radiāls režģis ar izliektām zaļām līnijām.

Mākslinieka koncepcija par melnā cauruma disku ap galaktiku NGC 3147. Habla kosmiskā teleskopa novērojumi melnajam caurumam parāda divas Einšteina relativitātes teorijas. Attēls caurNASA.

Šie astronomi teica, ka šī galaktika, tās melnais caurums un noslēpumainais disks dod viņiem iespēju izmantot Einšteina relativitātes teorijas, lai izpētītu dinamiskos procesus melnā cauruma tuvumā. Tiek uzskatīts, ka melnā cauruma masa ir aptuveni 250 miljoni saules; tas ir pretstatā 4 miljoniem sauļošanās miera stāvoklī esošajiemcentrālais melnais caurumsmūsu pašu Piena ceļa galaktikas centrā. Bianchi teica:

Tas ir intriģējošs skats uz disku, kas atrodas ļoti tuvu melnajam caurumam, tik tuvu, ka gravitācijas vilkmes ātrums un intensitāte ietekmē gaismas fotonu izskatu. Mēs nevaram saprast datus, ja neiekļaujam relativitātes teorijas.

Iepriekš redzamajā attēlā sarkanīgi dzeltenās iezīmes, kas virpuļo ap melno caurumu, atspoguļo gaismas gaismas spīdumu, ko rada gāze, ko iesprosto cauruma spēcīgā gravitācija. Habla pulksteņa materiāls, kas virpuļoja ap melno caurumu, pārvietojās ar vairāk nekā 10 procentiem no gaismas ātruma. NASA paskaidroja:


Melnais caurums ir iestrādāts dziļi gravitācijas laukā, ko parāda zaļais režģis, kas ilustrē deformētu telpu. Gravitācijas lauks ir tik spēcīgs, ka gaisma cenšas izkāpt, princips, kas aprakstīts Einšteina vispārējās relativitātes teorijā. Materiāls arī tik ātri saputojas ap melno caurumu, ka tas kļūst gaišāks, tuvojoties Zemei vienā diska pusē, un kļūst attālāks. Šis efekts, ko saucrelativistiskais starojums, to paredzēja Einšteina īpašās relativitātes teorija.

Komandas biedrsMarko Čiabergekomentēja:

Mēs nekad neesam redzējuši gan vispārējās, gan īpašās relativitātes sekas redzamā gaismā ar tik lielu skaidrību.

Apakšējā līnija: Astronomi negaidīja, ka ap supermasīvo melno caurumu galaktikas NGC 3147 centrā redzēs plānu disku. Viņi teica, ka atklājums palīdz viņiem izpētīt melno caurumu un to disku fiziku. Attiecīgie ātrumi un paša cauruma gravitācijas pievilkšanas intensitāte prasa Einšteina relativitātes teorijas, lai saprastu, kas notiek šajā tālajā sistēmā, kas atrodas 130 miljonu gaismas gadu attālumā.

Avots:HSTatklāj kompaktu, nedaudz relativistisku platjoslas reģionu kandidāta patiesajā 2. tipa NGC 3147

Ar NASA starpniecību