აქტიური სუპერმასიური შავი ხვრელი კოსმოსის ერთ-ერთი ყველაზე დიდი საოცრებაა.
მკვრივი, უხილავი ობიექტი, რომელიც ჩვენს მზეზე მილიარდჯერ და მეტად მასიური შეიძლება იყოს, გარშემორტყმულია მატერიის ვრცელი, ადღვებილი დისკოთი, რომელიც სპირალურად, მორევივით ჩაედინება შავი ხვრელის ცენტრში და ამ დროს სინათლესაც გამოყოფს. საინტერესოა, რამხელა შეიძლება იყოს ეს სტრუქტურა?
პირველად ისტორიაში, ჩვენგან დაახლოებით 1,17 მილიარდი სინათლის წლის მანძილზე მდებარე გალაქტიკა III Zw 002-ში მეცნიერთა მიერ დაფიქსირებულმა ახლო-ინფრაწითელმა სინათლემ გამოავლინა მზეზე ასობით მილიონჯერ უფრო მასიური შავი ხვრელის გარშემო მოძრავი მასიური აკრეციული დისკოს გარეუბნები.
აღმოჩნდა, რომ აკრეციული დისკო შავი ხვრელის გარშემო დაახლოებით 52 სინათლის დღის მანძილზე ვრცელდება. ამის გაზომვა მეცნიერებს გიგანტურ შავ ხვრელთა კვების უკეთესად შესწავლის საშუალებას მისცემს. კვლევას ბრაზილიის კოსმოსის კვლევების ეროვნული ინსტიტუტის ასტრონომი დენიმარა დიაშ-დუშ-სანტუსი ხელმძღვანელობდა.
შავი ხვრელების გარშემო მატერიის რეკონსტრუქცია რთულია. მიუხედავად მათი ზომისა და გარშემორტყმული მატერიის სიკაშკაშისა, მანძილი ჩვენსა და მათ გალაქტიკებს შორის იმდენად დიდია, რომ ისინი ჩვენთვის ზედმეტად პატარები ჩანს, რათა დეტალებში გავერკვეთ.
მატერიის პირდაპირ გადაღება შეუძლებელია, მაგრამ შესაძლებელია გალაქტიკის სინათლის ანალიზი კონკრეტულ ხელწერებზე, რამაც აკრეციული დისკოს არსებობაზე უნდა მიუთითოს.
ერთ-ერთ ასეთ ხელწერას გამოსხივების სპექტრში ორმაგ მწვერვალს უწოდებენ. ის ბრუნვის შედეგად წარმოიქმნება. გამოსხივება წარმოადგენს აღგზნებული ატომების მიერ ენერგიის დაკარგვის შედეგად წარმოქმნილ სინათლეს; ეს ენერგია ნათების სახით გამოიხატება სხვადასხვა ტალღის სიგრძეში, რაც ატომის ელემენტზეა დამოკიდებული.
ახლა შეეცადეთ, შავი ხვრელის გარშემო არსებული აკრეციული დისკო ფირფიტსაკრავის დისკოზე ჩანაწერის სახით წარმოიდგინოთ. დისკოს ნაწილი თქვენკენ მოძრაობს, მეორე კი საპირისპირო მიმართულებით. ჩვენკენ მოძრავი ნაწილი სინათლეს ისე ექაჩება, რომ მისი ტალღის სიგრძეები მოკლდება; ჩვენგან საპირისპიროდ მოძრავის კი იჭიმება.
ეს კი იმას ნიშნავს, რომ კონკრეტული ელემენტის გამოსხივება ორ ტალღის სიგრძეში ჩანს, რაც სპექტრში ორმაგ მწვერვალს წარმოქმნის.
სუპერმასიური შავი ხვრელის გარშემო ორმაგი მწვერვალი აქამდეც იყო დაფიქსირებული, მაგრამ შავ ხვრელთან შედარებით ახლომდებარე წერტილში, რასაც ვიწროზოლიან რეგიონს უწოდებენ. ის აკრეციული დისკოს სრული მასშტაბის შესახებ არც ისე ბევრ ინფორმაციას გვაძლევს.
დიაშ-დუშ-სანტუსმა და მისმა კოლეგებმა ორი ორმაგი მწვერვალი აღმოაჩინეს, რომელთაგან არცერთი არ მიეკუთვნებოდა ვიწროზოლიან რეგიონს. ისინი შავი ხვრელისგან გაცილებით შორს იყო, აკრეციული დისკოს ე. წ. ფართოზოლიან რეგიონში.
„პირველად ისტორიაში, ასეთი ორმაგმწვერვალიანი პროფილების დაფიქსირება მტკიცე შეზღუდვებს აწესებს რეგიონის გეომეტრიაზე, რისი გადაჭრაც სხვაგვარად შეუძლებელია. ახლა უკვე გვაქვს აქტიური გალაქტიკის მიერ მატერიის შთანთქმის პროცესის და მისი შიდა სტრუქტურის აშკარა მტკიცებულება“, — ამბობს ბრაზილიის ეროვნული ასტროფიზიკური ლაბორატორიის ასტროფიზიკოსი ალბერტო როდრიგეს-არდილა.
ფართოზოლიანი რეგიონის პირველი ორმაგი მწვერვალი წყალბადი იყო. როგორც მოდელირება მიუთითებს, ის შავი ხვრელისგან 16,77 სინათლის დღით არის დაშორებული.
მეორე ჟანგბადს წარმოადგენს და რეგიონის გარეუბანში მდებარეობს, შავი ხვრელიდან დაახლოებით 18,86 სინათლის დღის მანძილზე. მოდელირება ასევე მიუთითებს, რომ ფართოზოლიანი რეგიონის რადიუსი შავი ხვრელიდან 52,43 სინათლის დღე უნდა იყოს.
ეს კი 9078 ასტრონომიულ ერთეულს უდრის (ერთი ასტრონომიული ერთეული არის მანძილი მზესა და დედამიწას შორის). შედარებისათვის გეტყვით, რომ პლუტონი მზისგან 40 ასტრონომიული ერთეულით არის დაშორებული.
უზარმაზარი ჩანს და ჩვენთვის მართლაც ასეა, მაგრამ ზუსტად შეესაბამება აკრეციული დისკოს გაზომვის იმ მცდელობებს, რომლებიც მკვლევრებს ტორუსის შიდა რგოლიდან არეკლილი სინათლის ექოების საფუძველზე ჰქონდათ. მაშინ ისინი მას აღწერდნენ, როგორც „კომპაქტურს“.
მკვლევართა ჯგუფი დაკვირვებებს აგრძელებს, რათა ნახონ, დაემთხვევა თუ არა ქცევა მათ პროგნოზებს.
კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია noirlab.edu-სა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
