Aktivna supermasivna crna rupa jedno je od najvećih čuda kosmosa. Gusti, nevidljivi objekt, čija masa može biti milijarde puta veća od našeg Sunca, okružen je ogromnim vrtložnim diskom i torusom materije koji gori svjetlošću dok se spiralno kreće u centar crne rupe. Ali koliko ovi postaju veliki strukture?
Po prvi put, nedvosmislena detekcija bliske infracrvene svetlosti otkrila je rubove masivnog akrecionog diska koji okružuje supermasivu crnu rupu koja je stotine miliona puta veća od mase Sunca u galaksiji zvanoj III Zw 002, koja se nalazi na 1,17 milijardi svetlosti. godine daleko.
Ova otkrića, koje je predvodila astronomka Denimara Díaz dos Santos iz Nacionalnog instituta za svemirska istraživanja u Brazilu, otkrila su akrecijski disk udaljen oko 52 svjetlosna dana od crne rupe. Ovo mjerenje će pružiti bolje razumijevanje kako se napajaju džinovske crne rupe.
Stvar oko crne rupe je teško rekonstruisati. Unatoč njihovoj veličini i svjetlini materijala koji ih okružuje, udaljenost između nas i njihove galaksije znači da su još uvijek premali da bi mogli razaznati mnogo detalja. Nemogućnost direktnog snimanja materijala, svjetlost uhvaćena iz okolne galaksije analizira se na specifične znakove koji ukazuju na prisustvo akrecionog diska.
Jedan od ovih znakova je takozvani dvostruki vrh u spektru zračenja. To se događa kao rezultat rotacije. Emisija je svjetlost koja se emituje kada pobuđeni atom izgubi energiju, a ta energija se manifestira u obliku sjaja čija valna dužina ovisi o elementu atoma. Sada zamislite akrecijski disk oko crne rupe kao ploču na gramofonu. Dio diska se kreće prema vama, drugi dio se udaljava od vas. Dio diska koji se kreće prema nama gura svjetlost tako da se valne dužine skraćuju, dok dio koji se udaljava od nas rasteže. To znači da se zračenje određenog elementa pojavljuje na dvije valne dužine, stvarajući dvostruki vrh u spektru.
Dvostruki vrhovi oko supermasivnih crnih rupa otkriveni su i ranije, ali su prethodna otkrića došla iz tačke relativno blizu crne rupe, poznate kao područje uskih linija. Ovo ne daje mnogo informacija o punom opsegu akrecionog diska.
Díaz dos Santos i njegove kolege pronašli su dva dvostruka vrha – i oba nisu bila iz područja uskih linija, već mnogo dalje od crne rupe, u takozvanom području širokih linija akrecionog diska. Ovo je prva detekcija dvostrukih pikova u području širokih linija i prva detekcija dvostrukih pikova sa instrumentom koji je blizu infracrvenog zračenja. "Pronalaženje ovakvih profila sa dvostrukim vrhom po prvi put postavlja stroga ograničenja na geometriju regije koja se ne može drugačije odrediti", kaže astrofizičar Alberto Rodríguez-Ardila iz Nacionalnog astrofizičkog laboratorija u Brazilu. "A sada imamo jasne dokaze o procesu hranjenja i unutrašnjoj strukturi aktivne galaksije."
Prvi dvostruki vrh, iz unutrašnjeg dijela široke linije, pripadao je vodoniku. Simulacije sugeriraju da je bio 16,77 svjetlosnih dana udaljen od crne rupe. Drugi otkriveni kiseonik bio je sa periferije regiona, otprilike 18,86 svetlosnih dana od crne rupe. Simulacije također sugeriraju da se područje široke linije proteže do radijusa od 52,43 svjetlosnih dana od crne rupe. Ovo je 9,078 astronomskih jedinica. Poređenja radi, Pluton je udaljen 40 AJ od Sunca.
To se čini ogromnim, i nama jeste, ali je u skladu s pokušajima mjerenja veličine akrecijskih diskova korištenjem odjeka svjetlosti koji se odbija od unutrašnje ivice torusa, veličine koju istraživači nazivaju "kompaktnom" u svom radu. Tim će nastaviti da posmatra galaksiju da vidi da li se njeno trenutno ponašanje poklapa sa njihovim predviđanjima.
Pročitajte također: