Aktivna supermasivna crna rupa jedno je od najvećih čuda kozmosa. Gusti, nevidljivi objekt, čija bi masa mogla biti milijardama puta veća od našeg Sunca, okružen je ogromnim vrtložnim diskom i torusom materije koji gori svjetlom dok spiralno ulazi u središte crne rupe. Ali koliko ovi postaju veliki građevine?
Po prvi put, nedvosmislena detekcija bliskog infracrvenog svjetla otkrila je rubove masivnog akrecijskog diska koji okružuje supermasivnu crnu rupu stotine milijuna puta veću od mase Sunca u galaksiji nazvanoj III Zw 002, smještenoj 1,17 milijardi svjetlosnih godina daleko.
Ova otkrića, predvođena astronomom Denimarom Díaz dos Santosom iz Nacionalnog instituta za svemirska istraživanja u Brazilu, otkrila su akrecijski disk udaljen oko 52 svjetlosna dana od crne rupe. Ovo će mjerenje omogućiti bolje razumijevanje načina na koji se divovske crne rupe napajaju.
Materiju oko crne rupe teško je rekonstruirati. Unatoč njihovoj veličini i svjetlini okolnog materijala, udaljenost između nas i njihove galaksije znači da su još uvijek premali da razaznaju mnogo detalja. Budući da nije moguće izravno slikati materijal, svjetlost uhvaćena iz okolne galaksije analizira se za specifične potpise koji ukazuju na prisutnost akrecijskog diska.
Jedan od tih znakova je takozvani dvostruki vrh u spektru zračenja. To se događa kao rezultat rotacije. Emisija je svjetlost koja se emitira kada pobuđeni atom izgubi energiju, ta se energija manifestira u obliku sjaja čija valna duljina ovisi o elementu atoma. Sada zamislite akrecijski disk oko crne rupe poput ploče na gramofonu. Dio diska se kreće prema vama, drugi dio se odmiče od vas. Dio diska koji se kreće prema nama gura svjetlost tako da se valne duljine skraćuju, dok ih dio koji se kreće od nas rasteže. To znači da se zračenje određenog elementa pojavljuje na dvije valne duljine, stvarajući dvostruki vrh u spektru.
Dvostruki vrhovi oko supermasivnih crnih rupa detektirani su i ranije, ali prethodne detekcije su dolazile iz točke relativno blizu crne rupe, poznate kao područje uskih linija. Ovo ne daje mnogo informacija o punom opsegu akrecijskog diska.
Díaz dos Santos i njegovi kolege pronašli su dva dvostruka vrha – i oba nisu bila iz područja uske linije, već mnogo dalje od crne rupe, u takozvanom području široke linije akrecijskog diska. Ovo je prvo otkrivanje dvostrukih vrhova u području široke linije i prvo otkrivanje dvostrukih vrhova instrumentom za blisko infracrveno zračenje. "Pronalaženje takvih profila s dvostrukim vrhovima po prvi put postavlja čvrsta ograničenja na geometriju regije koja se inače ne može odrediti", kaže astrofizičar Alberto Rodríguez-Ardila iz Nacionalnog astrofizičkog laboratorija u Brazilu. "I sada imamo jasne dokaze o procesu hranjenja i unutarnjoj strukturi aktivne galaksije."
Prvi dvostruki vrh, iz unutarnjeg dijela područja široke linije, pripadao je vodiku. Simulacije sugeriraju da je bio 16,77 svjetlosnih dana udaljen od crne rupe. Drugi otkriveni kisik bio je s ruba regije, otprilike 18,86 svjetlosnih dana od crne rupe. Simulacije također sugeriraju da se područje široke linije proteže do radijusa od 52,43 svjetlosnih dana od crne rupe. To je 9,078 astronomskih jedinica. Za usporedbu, Pluton je udaljen 40 AJ od Sunca.
To se čini ogromnim, a nama i jest, ali je u skladu s pokušajima mjerenja veličine akrecijskih diskova pomoću odjeka svjetlosti koji se odbijaju od unutarnjeg ruba torusa, veličine koju istraživači u svom radu nazivaju "kompaktnom". Tim će nastaviti promatrati galaksiju kako bi vidjeli odgovara li njezino trenutno ponašanje njihovim predviđanjima.
Pročitajte također: