Das Zentrum von Galaxien ist aufgrund der Existenz eines aktiv speisenden supermassereichen Schwarzen Lochs eine der chaotischsten kosmischen Umgebungen.
Diese kosmischen Giganten sind von rotierenden Akkretionsscheiben aus Gas und Staub umgeben. Diese glühende Scheibe strahlt überschüssige Energie im gesamten elektromagnetischen Spektrum ab, von hochenergetischen Gammastrahlen und Röntgenstrahlen bis hin zu sichtbarem Licht, Infrarot- und Radiowellen.
Astronomen haben den klarsten Beweis für die Existenz einer Akkretionsscheibe gefunden, die das Schwarze Loch im Zentrum der Galaxie III Zw 002 umgibt, so der Beamte NachrichtDie Schlussfolgerungen wurden nach Analyse der Daten von „zwei seltenen und eigenartigen Emissionslinien im nahen Infrarotbereich“ gezogen.
Die direkte Beobachtung von Akkretionsscheiben mit Teleskopen ist aus zwei Gründen schwierig: ihrer großen Entfernung von der Erde und ihrer extrem geringen Größe.
Daher verlassen sich Astronomen auf das aus dem Inneren der Scheibe emittierte Lichtspektrum, um deren Größe und Verhalten zu bestimmen.
Mit dieser Methode konnten Astronomen zum ersten Mal in der Geschichte „zwei Nahinfrarot-Emissionslinien“ nachweisen, die von der Akkretionsscheibe der Galaxie III Zw 002 ausgehen.
„Emissionslinien entstehen, wenn ein angeregtes Atom auf ein niedrigeres Energieniveau fällt und dabei Licht aussendet. Da jedes Atom über einen einzigartigen Satz an Energieniveaus verfügt, hat das emittierte Licht eine diskrete Wellenlänge, die als Fingerabdruck zur Identifizierung seines Ursprungs dient“, heißt es in der Pressemitteilung.
Das Vorhandensein einer Akkretionsscheibe wird insbesondere durch breite Emissionslinien, ein sogenanntes Profil mit zwei Peaks, nachgewiesen. Der Bereich der breiten Linien ist der Bereich der Akkretionsscheibe, in dem diese Linien entstehen.
„Zum ersten Mal erlegt die Erkennung solcher Zwei-Peak-Profile der Geometrie der Region strenge Einschränkungen auf, die mit anderen Mitteln nicht bestimmt werden können.“ Und jetzt haben wir klare Beweise für den Fütterungsprozess und die innere Struktur einer aktiven Galaxie“, sagte Alberto Rodríguez-Ardila vom Nationalen Institut für Weltraumforschung in Brasilien.
Diese Beobachtung führte zu unterschiedlichen Messungen der Akkretionsscheibe. Nach sorgfältiger Analyse wurde festgestellt, dass die Paschen-Alpha-Linie einen Ursprungsradius von 16,77 Lichttagen hat (die Entfernung, die Licht an einem Tag auf der Erde von einem supermassereichen Schwarzen Loch zurücklegt).
Die OI-Linie hingegen stammt von einer Akkretionsscheibe mit einem Radius von 18,86 Lichttagen. Die Messungen sagten auch voraus, dass der Außenradius der breiten Linienregion wahrscheinlich etwa 52,43 Lichttage beträgt.
„Das Modell zeigt auch, dass die breite Linienregion III Zw 002 gegenüber Beobachtern auf der Erde um 18 Grad geneigt ist und das supermassereiche Schwarze Loch in seinem Zentrum 400–900 Millionen Mal die Masse unserer Sonne hat.“
Aktuelle Beobachtungen könnten dabei helfen, die Form und Dynamik der Akkretionsscheibe besser zu verstehen. Auch Beobachtungen von Akkretionsscheiben können wichtige Informationen über Schwarze Löcher und die Entwicklung ihrer Muttergalaxien liefern.
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