Впервые измерена вращающаяся масса, вращающаяся вокруг чудовищной черной дыры

Активная сверхмассивная черная дыра — одно из величайших чудес космоса.

Плотный невидимый объект, масса которого может быть в миллиарды раз больше массы нашего Солнца, окружен огромным вращающимся диском и тор материала, сверкающий светом, когда он кружится в центре черной дыры. Но насколько велики эти структуры?

Впервые однозначное обнаружение ближнего инфракрасного света обнаруживает окраины массивного аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру, в сотни миллионов раз превышающую массу нашего Солнца. галактика под названием III Zw 002, находящаяся на расстоянии около 1,17 миллиарда световых лет от нас.

Эти открытия, проведенные астрономом Денимарой Диас душ Сантос из Национального института космических исследований в Бразилии, выявили аккреционный диск на расстоянии около 52 световых дней от черной дыры. Это измерение позволит лучше понять, как питаются гигантские черные дыры.

Материал вокруг черной дыры трудно реконструировать. Несмотря на их размер и явный блеск окружающего материала, расстояния между нами и их галактикой означают, что они все еще слишком малы, чтобы разрешить многие детали.

Невозможно напрямую отобразить материал, поэтому свет, захватываемый окружающей галактикой, становится невозможным. анализируется на наличие конкретных сигнатур, указывающих на наличие аккреционного диска.

Одной из этих сигнатур является так называемый двойной пик в спектре излучения. Это происходит в результате вращения. Эмиссия — это свет, который излучается, когда возбужденный атом теряет энергию; эта энергия проявляется в виде свечения, длина волны которого зависит от элемента атома.

Теперь представьте себе аккреционный диск вокруг черной дыры, похожий на пластинку на проигрывателе. Часть диска движется к вам; другая часть уходит. Та часть диска, которая движется к нам, толкает свет так, что длины волн сокращаются; в то время как удаляющаяся часть растягивает ее.

Это означает, что излучение определенного элемента появляется на двух длинах волн, создавая двойной пик в спектре.

Двойные пики вокруг сверхмассивного черного цвета дыры были обнаружены и раньше, но предыдущие обнаружения происходили из точки, относительно близкой к черной дыре, известной как область узких линий. Это не дает много информации о полном размере аккреционного диска.

Диас дос Сантос и ее коллеги обнаружили два двойных пика – и оба они были не из области узких линий, а гораздо дальше от черной линии. дыра, в так называемой области широких линий аккреционного диска.

Это первое обнаружение двойных пиков в области широких линий и первое обнаружение двойных пиков с помощью прибора ближнего инфракрасного диапазона.

«Впервые обнаружение таких двухпиковых профилей накладывает жесткие ограничения на геометрию области, которую иначе невозможно разрешить», — говорит астрофизик Альберто Родригес-Ардила из Национальной астрофизической лаборатории. в Бразилии.

«И теперь у нас есть четкие доказательства процесса питания и внутренней структуры активной галактики».

Первым двойным пиком из внутренней части области широкой линии был водород. Моделирование предполагает, что это произошло на расстоянии 16,77 световых дней от черной дыры.

Второе обнаружение кислорода произошло на окраине региона, примерно в 18,86 световых дней от черной дыры. Моделирование также предполагает, что область широкой линии простирается на радиус 52,43 световых дней от черной дыры.

Это 9078 астрономических единиц. Для сравнения: Плутон находится на расстоянии 40 астрономических единиц от Солнца.

Это кажется огромным, и нам это так и есть, но это вполне согласуется с попытками измерить размер аккреционных дисков с помощью эхо света, которое отскакивает от внутреннего края тора, размер которого исследователи называют в своей статье «компактным».

Команда продолжит следить за галактикой, чтобы увидеть, соответствует ли ее текущее поведение их предсказаниям.

Команда продолжит наблюдать за галактикой, чтобы увидеть, соответствует ли ее текущее поведение их предсказаниям.

Команда продолжит наблюдать за галактикой, чтобы увидеть, соответствует ли ее текущее поведение их прогнозам.

p>

«Это открытие дает нам ценную информацию о структуре и поведении области широких линий в этой конкретной галактике, проливая свет на удивительные явления, происходящие вокруг сверхмассивных черных дыр в активных галактиках», — говорит Родригес-Ардила. p>

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.