Астрономы обнаружили аккреционный диск чёрной дыры, который не должен существовать

Находка не вписывается в современные научные представления о чёрных дырах.

Международная команда исследователей с помощью космического телескопа «Хаббл» обнаружила диск с веществом, активно вращающийся вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики NGC 3147 в 130 миллионах световых лет от Земли. Однако по современным научным представлениям, такой тонкий диск не смог бы существовать так близко к чёрной дыре.

Как пояснили учёные, необычная находка впервые демонстрирует эффекты сразу двух теорий относительности Альберта Эйнштейна. Например, газ вращается вокруг чёрной дыры быстрее 10% от скорости света и становится ярче, когда направлен в сторону Земли с одной стороны и тусклее, когда отдаляется — этот эффект называется релятивистским излучением.

Кроме того, газ настолько глубоко погружен в гравитационную яму, что свет пытается выбраться из него, и излучение растягивается до красных волн. Таким образом, свечение от газа меняется в соответствии с общей и специальной теориями относительности.

Мы никогда не наблюдали эффект сразу от общей и специальной теорий относительности в видимом свете с такой ясностью

— Марко Чиаберге, исследователь Европейского космического агентства, член команды «Хаббла»

Чёрная дыра в центре NGC 3147 весит примерно в 250 миллионов раз больше массы Солнца. Учёные предполагают, что такие объекты расположены в центре многих галактик, включая Млечный путь.

Согласно нынешним моделям, аккреционные диски вокруг чёрных дыр образуются, когда вокруг достаточно газа, который можно захватить. Вещество начинает «падать» в чёрную дыру и излучать много света, создавая объекты, обычно называемые квазарами.

Наше сообщество в Вконтакте. Подпишись, чтобы быть в курсе новостей!

Однако в галактиках вроде NGC 3147 чёрные дыры «недоедают», потому что вокруг нет достаточного количества материала, который можно поглощать регулярно. Из-за этого астрономы считали, что у таких объектов не может быть аккреционных дисков и хотели подтвердить догадку, наблюдая за NGC 3147.

Обычно диски у таких объектов гаснут, а не сплющиваются в блинообразный диск. Поэтому они удивились, когда увидели вокруг чёрной дыры тонкий диск, похожий на намного более активные объекты в других галактиках.

Тип диска, который мы увидели — это уменьшенный квазар, существования которого мы не ожидали. Это тот же тип дисков, которые мы видели в случае 1000 или 100000-кратно большей светимости. Современные модели газовой динамики явно не оправдались для слабоактивных галактик

— Стефано Бианти, астроном из Италии

Для изучения NGC 3147 астрономы использовали спектрограф «Хаббла». Он позволил изолировать свет от звёзд и изучить слабое свечение от газа рядом с чёрной дырой.