ה טלסקופ החלל האבל הוא כמו כלב זקן המלמד כל הזמן את הקהילה האסטרונומית טריקים חדשים. במהלך כמעט שלושים שנות פעילותו, הוא חשף נתונים חיוניים על התרחבות היקום, גילו, שביל החלב, חורים שחורים-על-מסיביים (SMBH), מערכות כוכבים וכוכבי-ים אחרים וכוכבי הלכת של מערכת השמש. .
לאחרונה, צוות חוקרים בינלאומי שהשתמש בהאבל גילה תגלית לא רק מרתקת אלא בלתי צפויה לחלוטין. בלב גלקסיית הספירלה NGC 3147, הם הבחינו בדיסק דק מסתובב של גז שהיה קרוב באופן מדויק לחור אחורי שהוא כ -250 מיליון מסות שמש. הממצא היה הפתעה מוחלטת מכיוון שהחור השחור נחשב קטן מדי מכדי שסביבו היה מבנה כזה.
NGC 3147, שנמצאת בערך 130 מיליון שנות אור מכדור הארץ, היא גלקסיה ספירלית עם ליבתה של SMBH. הדברים
כמו סטפנו ביאנצ'י - חוקר מהאוניברסיטה
"זו הצצה מסקרנת לדיסק קרוב מאוד לחור שחור, כל כך קרוב עד שהמהירות ועוצמת המשיכה הכבידה משפיעים על מראה פוטוני האור. איננו יכולים להבין את הנתונים אלא אם אנו כוללים תיאוריות היחסות. "
בגלקסיות קטנות יותר כמו NGC 3147, לא אמור להיות מספיק חומר שנלכד בכבידה כדי להאכיל את ה- SMBH שלהם באופן קבוע - מה שהופך אותם ביעילות ל"חורים שחורים מתת תזונה ". כיוון שכך, הכמות הקטנה של החומר המפרץ שהם צורכים עשויה להתנפח וליצור טורוס בצורת סופגנייה, במקום לשטח אותו לדיסק דק.
לפיכך היה די מפתיע לראות דיסק שמקיף את החור השחור ב- NGC 3147 שדומה לחזקים החזקים יותר שנמצאו סביב SMBHs גדולים בהרבה במרכז הגלקסיות הפעילות ביותר. כפי שהסביר ארי לאור ממכון הטכנולוגיה לישראל:
"חשבנו שזה המועמד הטוב ביותר לאשר שמתחת לזוהרויות מסוימות, דיסק ההקרדה כבר לא קיים. מה שראינו היה משהו בלתי צפוי לחלוטין. מצאנו גז בתנועה שמייצר תכונות שאנחנו יכולים להסביר רק כמופק על ידי חומר המסתובב בדיסק דק קרוב מאוד לחור השחור. "
תצפיות אלה היו מפתיעות במיוחד מכיוון שצוות המחקר בחר בתחילה ב- NGC 3147 לאימות מודלים גלקסיים מקובלים. מודלים אלה מנבאים כי דיסקים של התקרבות נוצרים כאשר גז נלכד על ידי משיכת הכבידה של SMBH. כאשר הדיסקים משיגים מהירות ממהירות הסיבוב של החור השחור, הם מתחילים לפלוט אור עז, ומייצרים גרעין בהיר המכונה קוואזאר.
עם זאת, ברגע שנכנסה פחות חומר לדיסק, הוא מתחיל להתפרק והופך להיות מתעלף. כשהצוות התבונן ב- NGC 3147, הם ציפו לראות גלקסיה פעילה בעלת תאורה נמוכה יותר, עם חור שחור ללא תזונה. כפי שהסביר ביאנקי:
"סוג הדיסק שאנחנו רואים הוא קוואזאר מפורק שלא ציפינו להתקיים. זה אותו סוג של דיסק שאנחנו רואים באובייקטים שהם פי אלף ואפילו מאה אלף יותר. הניבוי של המודלים הנוכחיים לדינמיקת הגז בגלקסיות אקטיביות מאוד קלות נכשל. "
כאמור, מכיוון שהדיסק מוטבע כל כך עמוק בשדה הכבידה העז של החור השחור, האור מדיסק הגז משתנה בהתאם לתורת היחסות הכללית של איינשטיין. תיאוריה זו מתארת את אופן השינוי של עקמומיות החלל בזמן הנוכחות של שדה כבידה, שיכול אפילו להשפיע על התנהגות האור (המתואר על ידי תיאוריית היחסות המיוחדת של איינשטיין).
בהתבסס על תצפיותיהם בעזרת ספקטרוגרף ההדמיה של טלסקופ החלל של האבל (STIS), הצוות קבע כי החומר בדיסק נע במהירות גבוהה יותר מ -10%. במהירויות קיצוניות אלה נראה שהחומר בדיסק התבהר כשנוסע לכיוון כדור הארץ בצד אחד והתעמעם כשהוא מתרחק מצד שני (אפקט המכונה קורות רלטיביסטיות).
תצפיות האבל הראו גם שהגז מוטבע כל כך בבור הכבידה של החור השחור עד שאורך הגל של האור מתוח וגורם לו להיראות אדום יותר. הודות לרזולוציה החדה של STIS הצוות הצליח לבודד את האור הקלוש שהגיע מאזור החור השחור ולחסום אור מזוהם. כמו שאמר Chiaberge:
"בלי האבל, לא היינו יכולים לראות זאת מכיוון שאזור החור השחור הוא בעל בהירות נמוכה. אור הזוהר של הכוכבים בגלקסיה עולה על כל מה שבגרעין. אז אם אתה צופה בזה מהקרקע, אתה נשלט על ידי בהירות הכוכבים, שמטביע את הפליטה הרפה מהגרעין. "
הצוות מקווה לבנות על תגלית אחרונה זו על ידי שימוש באבל כדי לצוד דיסקים דחוסים דומים סביב חורים שחורים בעלי אור בהיר. אם הצליחו, התגליות שהתקבלו יספקו לאסטרונומים הזדמנויות נוספות לראות את היחסות בפעולה.
המחקר המתאר את תצפיות הצוות הופיע לאחרונה במחקר הודעות חודשיות של החברה המלכותית לאסטרונומיה.
