Обнаружен таинственный диск, окружающий сверхмассивную черную дыру

Черная дыра удалена от Земли на 130 миллионов световых лет и превосходит по массе Солнце в 250 миллионов раз.

Благодаря острому зрению космического телескопа «Hubble» астрономам удалось рассмотреть тонкий диск, окружающий сверхмассивную черную дыру в сердце спиральной галактики NGC 3147, присутствие которого стало для них полной неожиданностью. Результаты наблюдений и выводы ученых представлены в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

«Наличие диска у черной дыры в NGC 3147 нас сильно удивило, так как считается, что в аналогичных ей тусклых активных галактиках центральные гравитационные монстры «голодают», ведь им попросту не должно хватать материи, которая могла бы их регулярно подпитывать. Открытие явно опровергает предсказания современных моделей для таких объектов», – рассказывают авторы исследования.

До сегодняшнего дня считалось, что хорошо заметный диск из газа и пыли не может существовать в окрестностях «голодающих» сверхмассивных черных дыр, подобных той, что проживает в центре Млечного Пути. Однако, как показал «Hubble», это не так. Обнаруженный небольшой тонкий диск у «спящей» черной дыры в NGC 3147, по словам астрономов, полностью аналогичен встречающимся в центрах чрезвычайно ярких и активных галактик, но при этом гораздо меньше их.

Открытие интересно еще и потому, что дает уникальную возможность проверить теории относительности Альберта Эйнштейна. В соответствии с ними диск, плотно окружающий черную дыру, настолько глубоко «погружен» в ее интенсивное гравитационное поле, что его свет искажается, поэтому наблюдение этого объекта предоставляет уникальный взгляд на динамические процессы у горизонта событий.

«Мы никогда не видели эффектов общей и специальной теорий относительности в видимом свете с такой ясностью», – отмечает Марко Чиаберже, соавтор исследования из Университет Джона Хопкинса (США).

Художественное представлении диска, окружающего сверхмассивную черную дыру в центре галактики NGC 3147. Credit: ESA/Hubble, M. Kornmesser

По оценкам астрономов материал в диске вращается вокруг черной дыры со скоростью более 10 процентов от скорости света, из-за этого кажется, что газ становится ярче по мере движения к Земле и, наоборот, слабее, когда удаляется от нас. Этот эффект, известный как «релятивистское свечение», чем-то напоминает маяк.

Кроме этого, по данным «Hubble», диск настолько глубоко погружен в гравитационную яму, что свет, изо всех сил пытающийся покинуть притяжение черной дыры, растягивается, смещаясь в красную сторону спектра.

«Нам удалось получить интригующие данные о диске, расположенном очень близко к черной дыре, настолько близко, что скорость и интенсивность гравитационного воздействия влияют на то, как мы видим фотоны света», – пояснил Стефано Бьянки, ведущий автор исследования из Университета Рома-Тре (Италия).

Галактика NGC 3147 глазами космического телескопа «Hubble». Credit: ESA/Hubble & NASA, A. Riess et al.

Астрономы отмечают, что в будущем планируют продолжить поиски с «Hubble» других компактных дисков вокруг черных дыр с низкой светимостью в похожих на NGC 3147 активных тусклых галактиках.