O gaură neagră supermasivă activă este una dintre cele mai mari minuni ale cosmosului. Obiectul dens, invizibil, a cărui masă poate fi de miliarde de ori mai mare decât a Soarelui nostru, este înconjurat de un disc uriaș care se învârte și de un tor de materie care arde de lumină în timp ce spiralează în centrul găurii negre. Dar cât de mari devin acestea structurilor?
Pentru prima dată, detectarea fără ambiguitate a luminii în infraroșu apropiat a scos la iveală marginea unui disc masiv de acreție care înconjoară o gaură neagră supermasivă de sute de milioane de ori masa Soarelui într-o galaxie numită III Zw 002, situată la 1,17 miliarde de ani lumină. departe.
Aceste descoperiri, conduse de astronomul Denimara Díaz dos Santos de la Institutul Național de Cercetări Spațiale din Brazilia, au scos la iveală un disc de acreție la aproximativ 52 de zile-lumină de gaura neagră. Această măsurătoare va oferi o mai bună înțelegere a modului în care sunt alimentate găurile negre gigantice.
Materia din jurul unei găuri negre este greu de reconstruit. În ciuda dimensiunii și luminozității materialului din jur, distanța dintre noi și galaxia lor înseamnă că sunt încă prea mici pentru a discerne multe detalii. Incapabil să imagineze materialul direct, lumina captată din galaxia înconjurătoare este analizată pentru semnături specifice care indică prezența unui disc de acreție.
Unul dintre aceste semne este așa-numitul vârf dublu din spectrul radiațiilor. Acest lucru se întâmplă ca urmare a rotației. Emisia este lumina care este emisă atunci când un atom excitat pierde energie, această energie se manifestă sub forma unei străluciri, a cărei lungime de undă depinde de elementul atomului. Acum imaginați-vă discul de acreție în jurul găurii negre ca o înregistrare pe un recorder. O parte din disc se mișcă spre tine, cealaltă parte se îndepărtează de tine. Partea discului care se deplasează spre noi împinge lumina astfel încât lungimile de undă să fie scurtate, în timp ce partea care se îndepărtează de noi le întinde. Aceasta înseamnă că radiația unui anumit element apare la două lungimi de undă, creând un vârf dublu în spectru.
Au mai fost detectate vârfuri duble în jurul găurilor negre supermasive, dar detecțiile anterioare au venit dintr-un punct relativ apropiat de gaura neagră, cunoscut sub numele de regiunea îngustă. Acest lucru nu oferă multe informații despre întinderea completă a discului de acumulare.
Díaz dos Santos și colegii săi au găsit două vârfuri duble - și ambele nu erau din regiunea liniei înguste, ci mult mai departe de gaura neagră, în așa-numita regiune de linie largă a discului de acreție. Aceasta este prima detectare a vârfurilor duble în regiunea liniei late și prima detectare a vârfurilor duble cu un instrument în infraroșu apropiat. „Găsirea unor astfel de profiluri cu vârf dublu pentru prima dată pune constrângeri severe asupra geometriei unei regiuni care nu poate fi determinată altfel”, spune astrofizicianul Alberto Rodríguez-Ardila de la Laboratorul Național de Astrofizică din Brazilia. „Și acum avem dovezi clare ale procesului de hrănire și ale structurii interne a unei galaxii active”.
Primul vârf dublu, din partea interioară a regiunii liniei largi, aparținea hidrogenului. Simulările sugerează că era la 16,77 zile lumină distanță de gaura neagră. Al doilea oxigen detectat a fost de la periferia regiunii, la aproximativ 18,86 zile lumină de gaura neagră. Simulările sugerează, de asemenea, că regiunea de linie largă se extinde până la o rază de 52,43 zile lumină de la gaura neagră. Aceasta este 9,078 unități astronomice. Pentru comparație, Pluto este la 40 UA de Soare.
Acest lucru pare uriaș, și pentru noi este, dar este în concordanță cu încercările de a măsura dimensiunea discurilor de acreție folosind ecourile luminii care sară de pe marginea interioară a torusului, o dimensiune pe care cercetătorii o numesc „compactă” în lucrarea lor. Echipa va continua să observe galaxia pentru a vedea dacă comportamentul ei actual se potrivește cu predicțiile lor.
Citeste si: