Hubble-avaruuskaukoputki on kuin vanha koira, joka opettaa tähtitieteelliselle yhteisölle jatkuvasti uusia temppuja. Lähes kolmenkymmenen toimintavuoden aikana se on paljastanut tärkeitä tietoja maailmankaikkeuden laajentumisesta, sen ajasta, Linnunradasta, supermassiivisista mustista reikistä (SMBH), muista tähtijärjestelmistä ja eksoplaneetoista sekä aurinkokunnan planeetoista. .
Äskettäin Hubblea käyttävä kansainvälinen tutkijaryhmä teki löytön, joka ei ollut vain kiehtovaa, vaan täysin odottamatonta. Kierteisen galaksin NGC 3147 sydämessä he huomasivat pyörivän ohut kaasulevyn, joka oli varmasti lähellä takareikää, joka on noin 250 miljoonaa aurinkomassoa. Löytö oli täydellinen yllätys, koska mustaa reikää pidettiin liian pienenä, jotta sen ympärillä olisi tällainen rakenne.
Noin 130 miljoonan valovuoden päässä maasta sijaitseva NGC 3147 on spiraaligalaksi, jonka ytimessä on suhteellisen pieni SMBH. Asiat
Stefano Bianchi - tutkija yliopistosta
"Tämä on kiehtova kurkistus levylle, joka on hyvin lähellä mustaa reikää, niin lähellä, että nopeudet ja painovoiman voimakkuus vaikuttavat valon fotonien näyttämiseen. Emme ymmärrä tietoja, ellemme sisällä suhteellisuusteorioita. "
Pienemmissä galakseissa, kuten NGC 3147, ei ole tarkoitus olla tarpeeksi painovoimaisesti vangittua materiaalia, jotta ne syöttäisivät SMBH: ita säännöllisesti - tekemällä niistä siis "aliravittuja mustia reikiä". Sellaisenaan pieni määrä imeytymismateriaalia, jota he kuluttavat, todennäköisesti täyttyy ja muodostaa munkanmuotoisen toruksen sen sijaan, että litistyisi ohueksi kiekkoon.
Siksi oli melko yllättävää nähdä levy, joka ympäröi NGC 3147: n mustaa reikää ja muistuttaa voimakkaampia levyjä, joita löytyy paljon suurempien SMBH: ien ympäriltä erittäin aktiivisten galaksien keskeltä. Kuten Ari Laor Technion-Israel Institute of Technologystä selitti:
”Mielestämme tämä oli paras ehdokas vahvistamaan, että tiettyjen valoisuuksien alapuolella akryyrauslevyä ei enää ole. Se, mitä näimme, oli jotain täysin odottamatonta. Havaitsimme kaasua liikkeessä tuottavia piirteitä, jotka voimme selittää vain siten, että ne tuotetaan materiaalilla, joka pyörii ohuessa kiekossa hyvin lähellä mustaa reikää. "
Nämä havainnot olivat erityisen yllättäviä, koska tutkimusryhmä valitsi alun perin NGC 3147: n validoimaan galaksien hyväksytyt mallit. Nämä mallit ennustavat, että lisäyslevyt muodostuvat, kun kaasu jää loukkuun SMBH: n painovoiman vetämällä. Kun levyt kasvattavat nopeutta mustan aukon pyöritysnopeudesta, ne alkavat lähettää voimakasta valoa tuottaen kirkkaan ydinvoiman, joka tunnetaan kvaasarina.
Kuitenkin, kun vähemmän materiaalia on vedetty levylle, se alkaa hajottua ja muuttuu heikommaksi. Kun ryhmä katsoi NGC 3147: tä, he odottivat näkevänsä pienempivalaisin aktiivinen galaksi, jossa oli aliravittua mustaa reikää. Kuten Bianchi selitti:
”Tyyppinen levy, jota näemme, on pienennetty kvaasari, jota emme odottaneet olevan olemassa. Se on saman tyyppinen levy, jonka näemme kohteissa, jotka ovat 1 000 tai jopa 100 000 kertaa valoisammat. Nykyisten mallien ennusteet kaasudynamiikasta erittäin heikoissa aktiivisissa galakseissa epäonnistuivat selvästi. "
Kuten huomautettiin, koska levy on niin syvästi upotettu mustan aukon voimakkaaseen gravitaatiokenttään, kaasulevyltä tuleva valo muutetaan Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian mukaisesti. Tämä teoria kuvaa kuinka avaruus-ajan kaarevuus muuttuu gravitaatiokentän läsnä ollessa, mikä voi jopa vaikuttaa valon käyttäytymiseen (jota kuvaa Einsteinin erityissuhteellisuusteoria).
Hubble's Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) -havaintojen perusteella ryhmä päätti, että levyssä oleva materiaali liikkui yli 10% valon nopeudesta. Näillä äärimmäisillä nopeuksilla kiekon materiaali näytti kirkkautta, kun se matkusti kohti maata toiselle puolelle ja himmeni, kun se kiihtyi toiselta puolelta (vaikutus, joka tunnetaan nimellä relativistinen säteily).
Hubble-havainnot osoittivat myös, että kaasu on upotettu niin mustan aukon gravitaatioaukkoon, että valon aallonpituus venyy, jolloin se näyttää punaisemmalta. STIS: n terävän tarkkuuden ansiosta joukkue pystyi eristämään mustan aukon alueelta tulevan heikkon valon ja estämään saastuttavan valon. Kuten Chiaberge sanoi:
”Ilman Hubblea emme olisi voineet nähdä tätä, koska mustan aukon alueella on pieni valoisuus. Tähtien valoisuus galaksissa ohittaa ytimen kaiken. Joten jos tarkkailet sitä maasta, hallitsee tähtiä, jotka hukkaavat heikkoa säteilyä ytimestä. "
Ryhmä toivoo voivansa hyödyntää tätä uusinta löytöä käyttämällä Hubblea metsästämään samanlaisia kompaktilevyjä pienikokoisen mustien reikien ympärille. Jos onnistuminen, tuloksena olevat löytöt tarjoavat tähtitieteilijöille lisämahdollisuuksia tarkastella suhteellisuussuhteita toiminnassa.
Tutkimus, joka kuvaa ryhmän havaintoja, ilmestyi äskettäin Kuukausittaiset ilmoitukset Royal Astronomical Society -tapahtumasta.
