Aktivní supermasivní černá díra je jedním z největších divů vesmíru. Hustý, neviditelný objekt, jehož hmotnost může být miliardkrát větší než naše Slunce, je obklopen obrovským vířícím diskem a torusem hmoty, která hoří světlem, když se spirálovitě dostává do středu černé díry. Ale jak jsou velké struktur?
Poprvé jednoznačná detekce blízkého infračerveného světla odhalila okraj masivního akrečního disku obklopujícího supermasivní černou díru o hmotnosti stovek miliónů hmotností Slunce v galaxii zvané III Zw 002, která se nachází 1,17 miliardy světelných- let pryč.
Tyto objevy vedené astronomkou Denimara Díaz dos Santos z Národního institutu pro výzkum vesmíru v Brazílii odhalily akreční disk asi 52 světelných dnů od černé díry. Toto měření poskytne lepší pochopení toho, jak jsou obří černé díry napájeny.
Hmota kolem černé díry se těžko rekonstruuje. Navzdory jejich velikosti a jasu okolního materiálu, vzdálenost mezi námi a jejich galaxií znamená, že jsou stále příliš malé na to, aby rozeznaly mnoho detailů. Vzhledem k tomu, že světlo zachycené z okolní galaxie není možné přímo zobrazit, je analyzováno na specifické znaky, které indikují přítomnost akrečního disku.
Jedním z těchto znaků je tzv. dvojitý vrchol ve spektru záření. To se děje v důsledku rotace. Emise je světlo, které je emitováno, když excitovaný atom ztrácí energii, tato energie se projevuje ve formě záře, jejíž vlnová délka závisí na prvku atomu. Nyní si představte akreční disk kolem černé díry jako záznam na gramofonu. Část disku se pohybuje směrem k vám, druhá část se pohybuje od vás. Část disku pohybující se směrem k nám tlačí světlo, takže se vlnové délky zkracují, zatímco část pohybující se od nás je natahuje. To znamená, že záření určitého prvku se objevuje na dvou vlnových délkách a vytváří tak dvojitý vrchol ve spektru.
Dvojité vrcholy kolem supermasivních černých děr byly detekovány již dříve, ale předchozí detekce pocházely z bodu relativně blízko černé díry, známého jako oblast úzkých čar. To neposkytuje mnoho informací o plném rozsahu akrečního disku.
Díaz dos Santos a jeho kolegové našli dva dvojité vrcholy – a oba nebyly z oblasti úzké čáry, ale mnohem dále od černé díry, v oblasti takzvané široké čáry akrečního disku. Toto je první detekce dvojitých píku v oblasti širokých čar a první detekce dvojitých píků pomocí blízkého infračerveného přístroje. "Poprvé nalezení takových profilů s dvojitým vrcholem klade na geometrii oblasti přísná omezení, která nelze jinak určit," říká astrofyzik Alberto Rodríguez-Ardila z Národní astrofyzikální laboratoře v Brazílii. "A nyní máme jasný důkaz o procesu krmení a vnitřní struktuře aktivní galaxie."
První dvojitý pík, z vnitřní části široké čárové oblasti, patřil vodíku. Simulace naznačují, že to bylo 16,77 světelného dne daleko od černé díry. Druhý detekovaný kyslík byl z okraje oblasti, přibližně 18,86 světelného dne od černé díry. Simulace také naznačují, že oblast široké linie sahá do poloměru 52,43 světelných dnů od černé díry. To je 9,078 40 astronomických jednotek. Pro srovnání, Pluto je XNUMX AU od Slunce.
To se zdá obrovské a nám to tak je, ale je to v souladu s pokusy měřit velikost akrečních disků pomocí ozvěny světla, které se odráží od vnitřního okraje torusu, což je velikost, kterou výzkumníci ve svém článku nazývají „kompaktní“. Tým bude pokračovat v pozorování galaxie, aby zjistil, zda její současné chování odpovídá jejich předpovědím.
Přečtěte si také: