Hubble ontdekt Mysterious Black Hole Disc

[univers]

Artist's impression van de merkwaardige dunne schijf van materiaal rond een superzwaar zwart gat in het hart van het spiraalvormige stelsel NGC 3147, 130 miljoen lichtjaren verwijderd. Credit: ESA / Hubble, M. Kornmesser

Astronomen die de NASA / ESA Hubble-ruimtetelescoop gebruiken, hebben een onverwachte dunne schijf van materiaal waargenomen die een superzwaar zwart gat omgeeft in het hart van het spiraalvormige stelsel NGC 3147, 130 miljoen lichtjaren verwijderd.


De vorm en structuur van dit Spiraalstelsel zijn dankzij dit perspectief duidelijk zichtbaar. Galaxy NGC 3147 Galaxy is relatief dichtbij, op een afstand van ongeveer 130 miljoen lichtjaar, en is te vinden in het sterrenbeeld Draco (de draak) .
Credit: ESA / Hubble & NASA, A. Riess et al.

De aanwezigheid van de schijf met zwart gat in zo'n actief lichtstelsel met een lage helderheid heeft astronomen verrast. Zwarte gaten in bepaalde soorten sterrenstelsels, zoals NGC 3147, worden als honger beschouwd, omdat er onvoldoende door zwaartekracht gevangen materiaal is om ze regelmatig te voeden. Het is daarom raadselachtig dat er een dunne schijf rond een uitgehongerd zwart gat is dat de veel grotere schijven nabootst die te vinden zijn in extreem actieve sterrenstelsels.

Van bijzonder belang, deze schijf van materiaal die rond het zwarte gat cirkelt, biedt een unieke gelegenheid om de relativiteitstheorieën van Albert Einstein te testen . De schijf is zo diep ingebed in het intense zwaartekrachtsveld van het zwarte gat dat het licht van de gasschijf wordt veranderd, volgens deze theorieën, waardoor astronomen een unieke kijk krijgen op de dynamische processen dicht bij een zwart gat.

" We hebben nog nooit de effecten van zowel algemene als speciale relativiteit gezien in zichtbaar licht met zoveel helderheid ", zegt teamlid Marco Chiaberge van AURA voor ESA, STScI en Johns Hopkins Univeristy.

Het materiaal van de schijf werd gemeten door Hubble om met meer dan 10% van de snelheid van het licht rond het zwarte gat te draaien. Bij dergelijke extreme snelheden lijkt het gas op te fleuren terwijl het aan de ene kant naar de aarde rijdt en dimt terwijl het van onze planeet aan de andere kant wegsnelt. Dit effect staat bekend als relativistisch stralend . Hubble's waarnemingen tonen ook aan dat het gas zo diep is ingebed in een zwaartekrachtbron dat licht worstelt om te ontsnappen en daarom lijkt uitgerekt tot rodere golflengten. De massa van het zwarte gat is ongeveer 250 miljoen keer die van de zon.

" Dit is een intrigerende blik op een schijf die heel dicht bij een zwart gat ligt, zo dichtbij dat de snelheden en de intensiteit van de zwaartekracht invloed hebben op hoe we de fotonen van het licht zien ", verklaarde de eerste auteur van het onderzoek, Stefano Bianchi, van Università degli Studi Roma Tre in Italië.

Om de materie te bestuderen die diep in deze schijf wervelde, gebruikten de onderzoekers het Hubble Space Telescope Imaging Spectrograph ( STIS ) -instrument. Dit diagnostische hulpmiddel verdeelt het licht van een object in zijn vele individuele golflengten om de snelheid, temperatuur en andere kenmerken van het object met een zeer hoge precisie te bepalen. STIS was een integraal onderdeel van het effectief observeren van het gebied met lage lichtsterkte rond het zwarte gat, en blokkeerde het schitterende licht van de melkweg.

De astronomen selecteerden aanvankelijk deze melkweg om geaccepteerde modellen te valideren over actieve sterrenstelsels met een lagere helderheid: die met ondervoede zwarte gaten. Deze modellen voorspellen dat schijfjes materiaal moeten worden gevormd wanneer grote hoeveelheden gas worden opgesloten door de sterke zwaartekracht van een zwart gat, en vervolgens veel licht uitstralen en een briljant baken produceren dat een quasar wordt genoemd .

" Het type schijf dat we zien, is een verkleinde quasar waarvan we niet hadden verwacht dat ze zou bestaan, " legde Bianchi uit. " Het is hetzelfde type schijf dat we zien in objecten die 1000 of zelfs 100.000 keer lichter zijn. De voorspellingen van de huidige modellen voor zeer zwakke actieve sterrenstelsels mislukten duidelijk. ”

Het team hoopt Hubble te gebruiken om op zoek te gaan naar andere zeer compacte schijven rond zwarte gaten met een lage helderheid in vergelijkbare actieve melkwegstelsels.





https://www.spacetelescope.org/news/heic1913/