Aktiivinen supermassiivinen musta aukko on yksi kosmoksen suurimmista ihmeistä. Tiheää, näkymätöntä esinettä, jonka massa voi olla miljardeja kertoja aurinkomme massa, ympäröi valtava pyörivä kiekko ja ainetorus, joka palaa valolla kiertyessään mustan aukon keskelle. Mutta kuinka suuria näistä tulee rakenteet?
Ensimmäistä kertaa lähi-infrapunavalon yksiselitteinen havaitseminen on paljastanut massiivisen akkretion kiekon reunat, jotka ympäröivät supermassiivista mustaa aukkoa, jonka massa on satoja miljoonia kertoja Auringon massasta galaksissa nimeltä III Zw 002, joka sijaitsee 1,17 miljardia valoa. vuosien päässä.
Nämä löydöt, joita johti tähtitieteilijä Denimara Díaz dos Santos Brasilian kansallisesta avaruustutkimusinstituutista, paljasti accretion kiekon noin 52 valopäivän päässä mustasta aukosta. Tämä mittaus antaa paremman käsityksen siitä, kuinka jättiläiset mustat aukot saavat virtaa.
Mustan aukon ympärillä oleva asia on vaikea rekonstruoida. Huolimatta koostaan ja ympäröivän materiaalin kirkkaudesta meidän ja heidän galaksin välinen etäisyys tarkoittaa, että ne ovat edelleen liian pieniä erottaakseen paljon yksityiskohtia. Ei pysty kuvaamaan ainetta suoraan, vaan ympäröivästä galaksista kaapattu valo analysoidaan erityisten tunnusmerkkien varalta, jotka osoittavat akkrektiolevyn olemassaolon.
Yksi näistä merkeistä on niin sanottu kaksoishuippu säteilyspektrissä. Tämä tapahtuu pyörimisen seurauksena. Emissio on valoa, joka säteilee, kun virittynyt atomi menettää energiaa, tämä energia ilmenee hehkuna, jonka aallonpituus riippuu atomin alkuaineesta. Kuvittele nyt mustan aukon ympärillä oleva akkretion kiekko kuin levy soittimessa. Osa levystä liikkuu sinua kohti, toinen osa poistuu sinusta. Meitä kohti liikkuva levyn osa työntää valoa siten, että aallonpituudet lyhenevät, kun taas meistä poispäin liikkuva osa venyttää niitä. Tämä tarkoittaa, että tietyn elementin säteily esiintyy kahdella aallonpituudella, jolloin spektriin muodostuu kaksinkertainen huippu.
Supermassiivisten mustien aukkojen ympärillä olevia kaksoispiikkejä on havaittu aiemmin, mutta aiemmat havainnot tulivat suhteellisen lähellä mustaa aukkoa olevasta pisteestä, joka tunnetaan nimellä kapealinjainen alue. Tämä ei anna paljon tietoa lisäyslevyn koko laajuudesta.
Díaz dos Santos ja hänen kollegansa löysivät kaksi kaksoishuippua – eivätkä molemmat olleet kapean viivan alueelta, vaan paljon kauempana mustasta aukosta, niin sanotusta akkretiolevyn leveästä viivasta. Tämä on ensimmäinen kaksoishuippujen havaitseminen leveän viivan alueella ja ensimmäinen kaksoishuippujen havaitseminen lähi-infrapuna-instrumentilla. "Tällaisten kaksoishuippujen profiilien löytäminen ensimmäistä kertaa asettaa tiukkoja rajoituksia alueen geometrialle, jota ei muuten voida määrittää", sanoo astrofyysikko Alberto Rodríguez-Ardila Brasilian kansallisesta astrofysikaalisesta laboratoriosta. "Ja nyt meillä on selkeät todisteet aktiivisen galaksin ruokintaprosessista ja sisäisestä rakenteesta."
Ensimmäinen kaksoispiikki leveän viivan alueen sisäosasta kuului vedylle. Simulaatiot viittaavat siihen, että se oli 16,77 valopäivän päässä mustasta aukosta. Toinen havaittu happi oli alueen laitamilta, noin 18,86 valopäivän päässä mustasta aukosta. Simulaatiot viittaavat myös siihen, että leveä viiva-alue ulottuu 52,43 valopäivän säteelle mustasta aukosta. Tämä on 9,078 tähtitieteellistä yksikköä. Vertailun vuoksi Pluto on 40 AU:n päässä Auringosta.
Se näyttää valtavalta, ja sitä meistä se on, mutta se on yhdenmukainen yritysten kanssa mitata akkrektiolevyjen kokoa käyttämällä valon kaikuja, jotka pomppaavat toruksen sisäreunasta, kokoa, jota tutkijat kutsuvat paperissaan "kompaktiksi". Tiimi jatkaa galaksin tarkkailua nähdäkseen, vastaako sen nykyinen käyttäytyminen heidän ennusteitaan.
Lue myös: