Нове відкриття змінило уявлення про надмасивні чорні діри

У центрі кожної галактики є чорна діра, маса якої у мільярди разів перевищує сонячну. Їхнє гравітаційне тяжіння настільки велике, що вони можуть поглинати величезну кількість газу, пилу і, можливо, навіть зір, які блукають у їхніх околицях. Матеріал, що падає у чорну діру, утворює акреційний диск навколо неї. Ці акреційні диски — найжорстокіші місця у відомому Всесвіті, швидкість яких наближається до швидкості світла, а температура набагато перевищує температуру поверхні нашого Сонця. Це тепло виробляє випромінювання, схоже на світло. Перетворення тепла на світло приблизно в 30 разів ефективніше за ядерний синтез.

чорні діри
Новий спосіб дозволив роздивитися чорні діри на відстані більше мільярда світлових років. Зображення: Phys.org

Нещодавно вченим вдалося «наживо» побачити перше зображення акреційного диска чорної діри, що розташована в одній близькій галактиці. Однак цей експеримент не можна повторити на більш далеких галактиках, оскільки їхні диски занадто малі та їх неможливо роздивитися навіть найбільшими телескопами. Все тому, що світло далеких галактик затьмарює акреційні диски в їхньому центрі.

Нове відкриття за допомогою Sloan Digital Sky Survey

На щастя, існує інший метод дослідження розміру та структури далеких акреційних дисків — вивчення зміни їхньої інтенсивності. Перевіряючи варіації світла дисків, астрономи можуть досліджувати акреційні диски навіть найдальших галактик. Використовуючи цей метод, астрономи Джон Вівер та Кіт Хорн спостерігали понад 9000 галактик з яскравими акреційними дисками — так звані квазари — у межах спостережної програми Sloan Digital Sky Survey.

Надмасивна чорна діра
Надмасивна чорна діра у центрі галактики M87. Смуги показують поляризоване світло від акреційного диска.

Нова модель дозволила команді відокремити світло акреційного диска від світла батьківської галактики. Іншими словами, новий спосіб дозволив їм безпосередньо побачити світло від акреційного диска навколо надмасивних чорних дір, навіть у галактиках, віддалених від нас на мільярди світлових років.

Підтвердження теорії про чорні діри

Вівер і Хорн виявили, що космічний пил біля акреційного диска, ймовірно, блокував їхній огляд. Використовуючи кілька різних моделей космічного пилу для обліку та усунення його затемнювальних ефектів, вони змогли визначити, наскільки гарячим є акреційний диск як поблизу чорної діри, так і далеко від неї на краях диска. Вони виявили, що поблизу чорної діри диски навіть гарячіші, ніж передбачалося.

Ця різниця температур між гарячим внутрішнім диском і холодним зовнішнім раніше була передбачена теоретично. Однак те, що Вівер та Хорн виявили шляхом спостережень, було зовсім іншою картиною. Поблизу чорної діри диски виявилися ще гарячішими, ніж передбачала теорія.

Ці несподівані результати були опубліковані у «Щомісячних повідомленнях Королівського астрономічного товариства», і припускають, що наші теоретичні моделі необхідно переглянути для кращого розуміння надмасивних чорних дір у цілому.

За матеріалами Phys.org.

Нагадаємо, що раніше астрономи виявили ознаки фонових гравітаційних хвиль.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine