Przejdź do głównej zawartości

Hubble odkrywa dysk wokół czarnej dziury, który nie powinien istnieć

Jakby czarne dziury nie były wystarczająco tajemnicze, astronomowie korzystający z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a znaleźli nieoczekiwany cienki dysk materii wirujący wokół supermasywnej czarnej dziury w sercu wspaniałej galaktyki spiralnej NGC 3147, znajdującej się 130 mln lat świetlnych stąd.


Problem polega na tym, że, według aktualnych teorii astronomicznych, dysku nie powinno tam być. Jednak nieoczekiwana obecność dysku tak blisko czarnej dziury daje wyjątkową okazję do przetestowania teorii względności Einsteina. Ogólna teoria względności opisuje grawitację jako krzywiznę przestrzeni a szczególna teoria opisuje związek między czasem a przestrzenią.

Czarne dziury w niektórych typach galaktyk, takich jak NGC 3147, są niedożywione, ponieważ nie mają wystarczającej ilości przechwyconej grawitacyjnie materii, aby je regularnie karmić. Tak więc, cienka mgiełka opadającej materii unosi się jak pączek a nie spłaszcza się w postaci dysku. Dlatego bardzo zastanawiające jest, dlaczego istnieje cienki dysk otaczający wygłodniałą czarną dziurę w NGC 3147, który naśladuje znacznie potężniejsze dyski znalezione w niezwykle aktywnych galaktykach z pożerającymi materię, potwornymi czarnymi dziurami.

Astronomowie początkowo wybrali tę galaktykę do legalizowania zaakceptowanych modeli o aktywnych galaktykach o niższej jasności – tych z czarnymi dziurami, które są ubogie w dietę z materii. Modele przewidują, że dysk akrecyjny powstaje, gdy duże ilości gazu są uwięzione przez silne przyciąganie grawitacyjne czarnej dziury. Ta opadająca materia emituje dużo światła, tworząc jasny sygnał, zwany kwazarem, w przypadku najlepiej odżywionych czarnych dziur. Po wciągnięciu mniejszej ilości materii na dysk zaczyna się on załamywać, staje się słabszy i zmienia strukturę.

Dysk jest tak głęboko osadzony w intensywnym polu grawitacyjnym czarnej dziury, że światło z dysku gazowego jest modyfikowane, zgodnie z teoriami względności Einsteina, dając astronomom unikalne spojrzenie na procesy dynamiczne w pobliżu czarnej dziury.

Hubble obliczył prędkość materii rotującej wokół czarnej dziury, która była większa, niż 10% prędkości światła. Przy tych ekstremalnych prędkościach gaz wydaje się rozjaśniać, gdy porusza się w stronę Ziemi i przyciemniać, gdy się od niej oddala. Obserwacje Hubble’a pokazują również, że gaz jest tak mocno zakorzeniony w studni grawitacyjnej, że światło usiłuje się wydostać, a zatem wydaje się rozciągnięte w kierunku czerwonej długości fali. Masa tej czarnej dziury wynosi ok. 250 milionów Słońc.

Naukowcy wykorzystali Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) Hubble’a do obserwacji materii wirującej głęboko w dysku. Spektrograf to narzędzie diagnostyczne, które dzieli światło z obiektu na wiele indywidualnych długości fali, aby określić jego prędkość, temperaturę i inne właściwości z bardzo dużą precyzją. Astronomowie potrzebowali ostrej rozdzielczości STIS, aby wyizolować słabe światło z obszaru czarnych dziur i zablokować zanieczyszczające światło gwiazd.

Zespół ma nadzieję wykorzystać Hubble’a do polowania na inne bardzo kompaktowe dyski wokół czarnych dziur o niskiej mocy w podobnych aktywnych galaktykach.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…