Díky kouzlu Hubbleova vesmírného dalekohledu NASA/ESA provedl tým mezinárodních astronomů neuvěřitelné pozorování – kvasarový akreční disk obklopující černou díru. Využitím techniky známé jako gravitační čočky byli vědci schopni získat přesné měření velikosti a spektrální data. I když vám to možná zpočátku nepřijde vzrušující, vězte, že tento typ pozorování je podobný pozorování jednotlivých zrnek písku na Měsíci!
Samozřejmě víme, že černou díru nevidíme – ale postupem času jsme se o nich hodně naučili. Jednou z jejich vlastností je jasný, viditelný jev zvaný kvasar. Tyto zářící disky hmoty obíhají kolem černé díry, podobně jako cívka na elektrickém sporáku. Při použití energie se „cívka“ zahřívá a uvolňuje jasné záření.
„Kvazarový akreční disk má typickou velikost několika světelných dnů nebo asi 100 miliard kilometrů v průměru, ale leží miliardy světelných let daleko. To znamená, že jejich zdánlivá velikost při pohledu ze Země je tak malá, že pravděpodobně nikdy nebudeme mít dostatečně výkonný dalekohled, abychom viděli jejich strukturu přímo,“ vysvětluje Jose Munoz, vedoucí vědec této studie.
Vzhledem k malé velikosti kvasaru byla většina našeho chápání toho, jak fungují, založena na teorii... ale velké mozky našly způsob, jak přímo pozorovat jejich účinky. Využitím gravitace hvězd v mezilehlé galaxii, jako je skenovací mikroskop, byli astronomové schopni pozorovat světlo kvasaru, když se hvězdy pohybují. Zatímco většina těchto typů prvků by byla příliš malá na to, aby ji bylo možné vidět, efekt gravitační čočky zvyšuje sílu světla kvasaru a umožňuje studium spekter, když křižuje akrečním diskem.
Tento diagram ukazuje, jak je HST schopen pozorovat kvasar, zářící disk hmoty kolem vzdálené černé díry, i když černá díra by byla obvykle příliš daleko, aby ji viděla jasně. Poděkování: NASA a ESA
Pozorováním skupiny kvasarů s gravitační čočkou se týmu podařilo namalovat živý barevný portrét této aktivity. Byli schopni vybrat malé změny mezi jednotlivými snímky a spektrální posuny v průběhu času. Co způsobuje tyto kaleidoskopické odchylky? Z velké části jsou to různé vlastnosti plynů a prachu čoček galaxií. Vzhledem k tomu, že se pohybují pod různými úhly ke světlu kvasaru, vědci byli dokonce schopni rozlišit zákony extinkce v práci.
Ale na jednom z kvasarů bylo něco zvláštního. Hubbleův tým říká: „Byly jasné známky toho, že hvězdy v mezilehlé galaxii procházely cestou světla z kvasaru. Stejně jako gravitační efekt způsobený celou intervenující galaxií může ohýbat a zesilovat světlo kvasaru, tak může světlo hvězd v intervenující galaxii jemně ohýbat a zesilovat světlo z různých částí akrečního disku, když procházejí dráhou akrečního disku. světlo kvasaru.'
Zdokumentováním těchto barevných změn mohl tým vytvořit profil akrečního disku. Na rozdíl od naší pozemské elektrické vařičové cívky, která při zahřívání červeně svítí, akreční disk černé díry zmodrá, když se přibližuje k horizontu událostí. Změřením modrého odstínu byl tým schopen změřit průměr disku a různé odstíny jim poskytly ukazatel vzdáleností od jeho středu. V tomto případě zjistili, že disk má průměr mezi čtyřmi a jedenácti světelnými dny (přibližně 100 až 300 miliard kilometrů). Samozřejmě jsou to pouze hrubé odhady, ale vzhledem k tomu, jak daleko se díváme na tak malý objekt, dává těmto typům pozorování velký potenciál pro budoucí studie… a dokonce i zlepšení přesnosti.
'Tento výsledek je velmi relevantní, protože naznačuje, že jsme nyní schopni získat pozorovací data o struktuře těchto systémů, spíše než se spoléhat pouze na teorii,' říká Munoz. „Fyzikální vlastnosti kvasarů ještě nejsou dobře pochopeny. Tato nová schopnost získat pozorovací měření proto otevírá nové okno, které pomáhá pochopit povahu těchto objektů.“
Původní zdroj příběhu: Tisková zpráva ESA/HST . Pro další čtení: Studie chromatičnosti gravitační čočky s Hubbleovým vesmírným dalekohledem .