Впервые зафиксировано излучение с окраин диска сверхмассивной черной дыры

• 29.08.2023
• 115 просмотров

Фото: Caltech / NASA / Keystone Press Agency / Globallookpress.com

Международная группа астрономов впервые наблюдала инфракрасное излучение с окраин аккреционного диска сверхмассивной черной дыры с помощью спектрографа. Это позволило точнее определить размеры самого диска и массу черной дыры в центре галактики III Zw 002, чье активное ядро по поведению напоминает квазар. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal Letters.

Наблюдения были проведены с помощью телескопа Gemini North Международной обсерватории Gemini. Ученые выявили две эмиссионные линии ближнего инфракрасного диапазона в аккреционном диске галактики III Zw 002. Эмиссионные линии возникают, когда возбужденный атом переходит в более низкий энергетический уровень, испуская свет определенной длины волны. Широкие эмиссионные линии возникают в горячих средах, таких как ионизированный газ, и такие регионы называются областями широких линий.

Поскольку аккреционные диски вращаются, одна часть диска удаляется от наблюдателя, а другая приближается. В результате возникает эффект Доплера, когда широкая эмиссионная линия раздваивается, при этом один пик смещается в сторону красной области спектра, а другой — к фиолетовой области. Двухпиковые эмиссионные линии наблюдаются достаточно редко, потому что аккреционные диски, которые их производят, должны быть расположены в плоскости линии зрения.

Обе эмиссионные линии ближнего инфракрасного диапазона III Zw 002 имеют два пика. Одна из них находится внутри области широких линий, а другая — на краю области. Они не только подтверждают наличие аккреционного диска, но и определяют его возможные размеры. Так, линия, возникающая благодаря возбужденным атомам водорода, возникает на расстоянии 16,77 светового дня от черной дыры, а линия нейтрального кислорода — в 18,86 светового дня. Внешний радиус области широкой линии III Zw 002 составляет 52,43 светового дня.

Модель также показывает, что область широкой линии III Zw 002 имеет угол наклона 18 градусов по отношению к наблюдателям на Земле и имеет дискообразную форму, а сверхмассивная черная дыра в ее центре в 400-900 миллионов раз превышает массу нашего Солнца.