В космосе обнаружили явление, которого там не должно быть
Используя космический телескоп Hubble, астрономы неожиданно обнаружили тонкий диск материала, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре спиральной галактики NGC 3147, расположенной на расстоянии 130 млн световых лет. Согласно расчетам, этот диск не должен был существовать. Статья ученых опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters, пишет издание «Индикатор».
Неожиданное присутствие диска на таком расстоянии от черной дыры дает уникальную возможность проверить теории относительности Альберта Эйнштейна. Общая теория относительности описывает гравитацию как кривизну пространства, а специальная теория относительности описывает отношения между временем и пространством.
«Мы никогда не видели эффектов общей и специальной теории относительности в видимом свете с такой ясностью. Это интригующий взгляд на диск, расположенный очень близко к черной дыре. Настолько близко, что скорости и интенсивность гравитационного притяжения влияют на то, как выглядят фотоны. Мы не можем объяснить полученные данные, не используя теорию относительности», — отметил один из авторов исследования, сотрудник Европейского космического агентства Марко Чиаберже.
Черные дыры в некоторых типах галактик — таких как NGC 3147 — получают мало вещества, потому что им не хватает уже захваченного материала. Тонкая дымка падающего материала раздувается подобно пончику, а не расплющивается в диск. Непонятно, почему диск, окружающий «голодающую» черную дыру NGC 3147, так тонок. Такие же, но гораздо более мощные диски, окружают чрезвычайно активные черные дыры-монстры.
Астрономы первоначально выбрали эту галактику для проверки принятых моделей относительно активных галактик с низкой светимостью. Модели предсказывают, что аккреционный диск образуется, когда достаточное количество газа захватывается сильным гравитационным притяжением черной дыры. Эта падающая материя излучает много света, и при достаточно большом размере такой черной дыры она может называться квазаром. Как только меньше материала втягивается в диск, он начинает разрушаться, становится слабее и меняет структуру.
В новой работе, используя данные с Hubble, ученые выяснили, что материал, вращающийся вокруг черной дыры, движется со скоростью на 10% выше световой. При этих экстремальных скоростях газ, кажется более светлым, когда он движется к Земле с одной стороны, и тускнеет, когда он отдаляется от нашей планеты с другой стороны (эффект, называемый релятивистским сиянием).
Наблюдения телескопа также показывают, что газ настолько укоренился в гравитационной скважине, что свет изо всех сил пытается выбраться, и поэтому кажется растянутым до более красных длин волн. Масса черной дыры в 250 млн раз больше солнечной.
Команда надеется использовать Hubble для поиска других очень компактных дисков вокруг маломощных черных дыр в подобных активных галактиках.