Намерени са първите доказателства за акреционния диск на черна дупка

Центърът на галактиките е домакин на някои от най-хаотичните космически среди поради съществуването на активно захранваща свръхмасивна черна дупка.

Тези космически гиганти са заобиколени от въртящи се акреционни дискове, съставени от газ и прах. Този светещ диск излъчва голямо количество енергия в електромагнитния спектър, от високоенергийни гама лъчи и рентгенови лъчи до видима светлина, инфрачервени лъчи и радиовълни.

Астрономите вече са открили най-ясните доказателства за акреционен диск, обграждащ черна дупка в центъра на галактика III Zw 002. Според официалното съобщение откритията са направени след преглед на данни от „две редки и особени емисионни линии в близката инфрачервена област“.

Наблюденията са направени с помощта на телескопа Gemini North в Маунакеа, Хавай, САЩ.

Наблюдение на емисионни линии

Директното наблюдение на акреционните дискове с помощта на телескопи е предизвикателство поради два фактора: огромните им разстояния от Земята и изключително малките им размери.

В резултат на това астрономите разчитат на светлинния спектър, освободен от вътрешността на диска, за да определят неговия размер и поведение.

Тази методология е позволила на астрономите да направят първото по рода си откритие на „две близки инфрачервени емисионни линии“, произхождащи от акреционния диск на галактика III Zw 002.

„Емисионните линии се получават, когато атом във възбудено състояние падне до по-ниско енергийно ниво, освобождавайки светлина в процеса. Тъй като всеки атом има уникален набор от енергийни нива, излъчената светлина има дискретна дължина на вълната, която действа като пръстов отпечатък, идентифициращ неговия произход“, казва се в съобщението.

Наличието на акреционния диск се предполага по-специално чрез широките емисионни линии, известни като профил с двоен връх. Областта на широката линия е областта на акреционния диск, откъдето произлизат тези линии.

„За първи път откриването на такива профили с двоен връх поставя твърди ограничения върху геометрията на регион, който иначе не е възможно да се разреши. И сега имаме ясни доказателства за процеса на хранене и вътрешната структура на активна галактика“, каза Алберто Родригес-Ардила от Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais в Бразилия.

Наблюденията биха могли да дадат подробности за динамиката на акреционния диск

В този случай двете открити емисионни линии са „Paschen-alpha“ и „O I“.

Това наблюдение доведе до различните измервания на акреционния диск. След щателен анализ беше установено, че линията „Paschen-alpha“ има радиус на произход от 16,77 светлинни дни (разстоянието, което светлината изминава за един земен ден от супермасивната черна дупка).

Докато линията „O I“ идва от акреционния диск в радиус от 18,86 светлинни дни.

Измерванията също така доведоха до прогнозата, че външният радиус на широката линия вероятно ще бъде приблизително 52,43 светлинни дни.

„Моделът също така показва, че зоната на широката линия на III Zw 002 има ъгъл на наклон от 18 градуса по отношение на наблюдателите на Земята, а супермасивната черна дупка в центъра ѝ е 400–900 милиона пъти по-голяма от масата на нашето Слънце“, казват още изследователите

Резултатите са публикувани в Astrophysical Journal Letters.