Az aktív szupermasszív fekete lyuk a kozmosz egyik legnagyobb csodája. A sűrű, láthatatlan objektumot, amelynek tömege akár több milliárdszor is meghaladhatja a mi Napunk tömegét, egy hatalmas kavargó korong és egy anyagtórusz veszi körül, amely a fekete lyuk közepébe spirálozva fénnyel ég. De milyen nagyok lesznek ezek szerkezetek?
A közeli infravörös fény egyértelmű észlelése most először tárta fel a Nap tömegének százmilliószorosát meghaladó szupermasszív fekete lyukat körülvevő hatalmas akkréciós korong széleit a III Zw 002 nevű galaxisban, amely 1,17 milliárd fényt tesz ki. évre.
Ezek a felfedezések, amelyeket Denimara Díaz dos Santos, a brazil Nemzeti Űrkutatási Intézet csillagásza vezetett, egy akkréciós korongot tártak fel körülbelül 52 fénynapnyi távolságra a fekete lyuktól. Ez a mérés jobb megértést nyújt az óriási fekete lyukak energiaellátásáról.
A fekete lyuk körüli anyagot nehéz rekonstruálni. Méretük és a környező anyag fényessége ellenére a köztünk és galaxisuk közötti távolság azt jelenti, hogy még mindig túl kicsik ahhoz, hogy sok részletet felismerjenek. Nem lehet közvetlenül leképezni az anyagot, ezért a környező galaxisból befogott fényt elemzik, hogy keressen bizonyos jeleket, amelyek egy akkréciós korong jelenlétét jelzik.
Az egyik ilyen jel az úgynevezett kettős csúcs a sugárzási spektrumban. Ez a forgás eredményeként történik. Az emisszió az a fény, amely akkor bocsát ki, amikor egy gerjesztett atom energiát veszít, ez az energia izzás formájában jelenik meg, melynek hullámhossza az atom elemétől függ. Most képzeljük el az akkréciós korongot a fekete lyuk körül, mint egy lemezt egy lemezjátszón. A korong egy része feléd, a másik része távolodik tőled. A korong felénk mozgó része úgy tolja a fényt, hogy a hullámhosszak lerövidülnek, míg a tőlünk távolodó rész nyújtja. Ez azt jelenti, hogy egy bizonyos elem sugárzása két hullámhosszon jelenik meg, kettős csúcsot hozva létre a spektrumban.
A szupermasszív fekete lyukak körül már korábban is észleltek kettős csúcsokat, de a korábbi észlelések egy, a fekete lyukhoz viszonylag közeli pontból, a keskeny vonalú régióból származtak. Ez nem ad sok információt az akkréciós lemez teljes terjedelméről.
Díaz dos Santos és munkatársai két kettős csúcsot találtak – és mindkettő nem a keskeny vonal régióból, hanem a fekete lyuktól sokkal távolabb, az akkréciós korong úgynevezett széles vonalú régiójában volt. Ez az első kettős csúcsok detektálása a széles vonal régiójában, és az első kettős csúcsok detektálása közeli infravörös műszerrel. "Az ilyen kettős csúcsú profilok első megtalálása szigorú korlátokat szab egy régió geometriájának, amelyet egyébként nem lehet meghatározni" - mondja Alberto Rodríguez-Ardila asztrofizikus, a brazil Nemzeti Asztrofizikai Laboratórium munkatársa. "És most egyértelmű bizonyítékaink vannak az aktív galaxis táplálási folyamatáról és belső szerkezetéről."
Az első kettős csúcs a széles vonal régiójának belső részéből a hidrogéné volt. A szimulációk azt sugallják, hogy 16,77 fénynapnyira volt a fekete lyuktól. A második észlelt oxigén a régió külterületéről származott, körülbelül 18,86 fénynapnyira a fekete lyuktól. A szimulációk azt is sugallják, hogy a széles vonal régió 52,43 fénynap sugarú körre terjed ki a fekete lyuktól. Ez 9,078 csillagászati egység. Összehasonlításképpen, a Plútó 40 AU távolságra van a Naptól.
Ez óriásinak tűnik, és nekünk az is, de összhangban van azokkal a kísérletekkel, amelyek az akkréciós korongok méretét a tórusz belső széléről visszaverődő fény visszhangjai segítségével mérik, ezt a méretet a kutatók „kompaktnak” nevezik tanulmányukban. A csapat továbbra is megfigyeli a galaxist, hogy kiderüljön, a jelenlegi viselkedése megfelel-e az előrejelzéseiknek.
Olvassa el még: