Uwagę naukowców przykuł niedawno niezwykle cienki dysk akrecyjny otaczający supermasywna czarną dziurę w samym sercu oddalonej o 130 milionów lat świetlnych galaktyki spiralnej NGC 3147, który zaobserwowany został przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a. Odkrycie to zaskoczyło naukowców, ponieważ sądzili, że w galaktykach podobnych do NGC 3147 proces opadania materii na centralną czarną dziurę nie jest wystarczająco efektywny, aby doprowadzić do powstania dysku akrecyjnego.

Wpływ pola grawitacyjnego czarnej dziury na ten dysk jest niezwykle intensywny, co oznacza, że promieniowanie emitowane przez dysk również ulega zmianie pod wpływem tego pola. Przyczyny tej zmiany wyjaśnione zostały przez obie teorie relatywistyczne Einsteina. Jest to doskonała okazja dla astronomów, aby zbadać procesy zachodzące w sąsiedztwie czarnych dziur oraz równocześnie obserwować efekty opisane zarówno przez Szczególną, jak i Ogólną Teorię Względności.

Pomiary wykonane przy użyciu Teleskopu Hubble’a pozwoliły ustalić, że wartość prędkości materii w badanym dysku przekracza 10% prędkości światła. Wynikiem tak wysokich prędkości jest występowanie zjawiska zwanego promieniowaniem relatywistycznym. Obserwuje się wtedy wzmocnienie promieniowania wysyłanego przez poruszającą się w stronę Ziemi część dysku oraz jego osłabienie w przypadku materii poruszającej się w przeciwną stronę. Z przeprowadzonych pomiarów wynika ponadto, że opuszczenie pola grawitacyjnego tak masywnego obiektu jest dla fotonów nie lada wyzwaniem, skutkując utratą części energii widzianym przez teleskop jako przesunięcie fali ku czerwieni.

Do badania wewnętrznych fragmentów dysku akrecyjnego astronomowie użyli umieszczonego na Kosmicznym Teleskopie Hubble’a spektrografu STIS (ang. Space Telescope Imaging Spectrograph). Jego zadaniem jest przeprowadzenie dokładnej analizy emitowanego przez obiekty promieniowania przez badanie ich widma. Pozwala to scharakteryzować odległe obiekty pod kątem ich prędkości, temperatur oraz innych własności.

Wyniki obserwacji galaktyki NGC 3147 są dla naukowców wciąż zagadką. Według wykorzystywanych dotychczas modeli jedynie w galaktykach o wystarczającej ilości materii, aby regularnie „dokarmiać“ czarną dziurę, powstały z niej dysk akrecyjny może emitować niezwykle silne promieniowanie, tworząc w ten sposób kwazar. Okazało się jednak, że badana przez Hubble’a galaktyka aktywna jest miniaturową wersją takiego kwazara, co nie zgadza się z przewidywaniami astronomów. Zadaniem naukowców jest teraz wykorzystanie dostępnych instrumentów badawczych w celu odszukania podobnych obiektów we wszechświecie i dokładniejszego ich zbadania.

Autor

Laura Meissner
Laura Meissner