の ハッブル宇宙望遠鏡 常に天文学コミュニティに新しいトリックを教えている老犬のようです。ほぼ30年の運用の過程で、宇宙の膨張、その年齢、天の川、超巨大ブラックホール（SMBH）、その他の星系と太陽系外惑星、太陽系の惑星に関する重要なデータが明らかになりました。
ごく最近、ハッブルを使用する国際的な研究チームが発見したのは、魅力的であるだけでなく、まったく予想外のことでした。渦巻銀河NGC 3147の中心部で、彼らは約2億5000万の太陽質量であるバックホールの近くに不安定に近いガスの渦巻く薄い円盤を発見しました。ブラックホールが小さすぎて、そのような構造を持つことができないと考えられていたため、この発見は完全な驚きでした。
地球からおよそ1億3千万光年離れたNGC 3147は、中心に比較的小さなSMBHを持つ渦巻銀河です。物事
ステファノビアンキとして–大学の研究者
「これはブラックホールに非常に近い円盤で興味深いピークです。非常に近いため、重力と引力の速度と強さが光の光子の見え方に影響を与えています。相対性理論を含めないと、データを理解できません。」
NGC 3147のような小さな銀河では、重力で捕獲された物質がSMBHを定期的に供給するのに十分ではないため、効果的に「栄養失調のブラックホール」になります。そのため、それらが消費する少量の落下する材料は、薄いディスクに平らになるのではなく、膨張してドーナツ型のトーラスを形成する可能性があります。
したがって、非常に活発な銀河の中心にあるはるかに大きなSMBHの周りで見つかったより強力なディスクに似たNGC 3147のブラックホールを取り囲むディスクを見るのは、かなり意外でした。テクニオンイスラエル工科大学のアリラオールは、次のように説明しています。
「これは、特定の光度以下では降着円盤がもう存在しないことを確認するのに最適な候補だと思いました。私たちが見たものは、まったく予期しないものでした。ガスが動いているのは、ブラックホールに非常に近い薄い円盤の中で回転している物質によって生成されていると説明できる特徴を生み出していることです。」
研究チームが銀河の受け入れられたモデルを検証するために最初にNGC 3147を選択したので、これらの観察は特に驚くべきものでした。これらのモデルは、ガスがSMBHの引力によって閉じ込められたときに降着円盤が形成されることを予測しています。ディスクがブラックホールの回転速度から速度を得ると、ディスクは強い光を放出し始め、クエーサーと呼ばれる明るい核が生成されます。
ただし、ディスクに引き込まれる材料が少なくなると、ディスクは破損し始め、かすかになっていきます。チームがNGC 3147を調べたとき、栄養失調のブラックホールがあり、光度の低い活動的な銀河が見られると期待していました。ビアンキが説明したように：
「私たちが見るディスクのタイプは、存在するとは予想していなかった縮小されたクエーサーです。これは、1,000または100,000倍も明るいオブジェクトに見られるのと同じタイプのディスクです。非常に微弱な活動銀河におけるガス力学の現在のモデルの予測は明らかに失敗しました。」
前述のように、ディスクはブラックホールの強い重力場に深く埋め込まれているため、ガスディスクからの光は、アインシュタインの一般相対性理論に従って修正されます。この理論は、重力場の存在下で時空の曲率がどのように変化するかを説明します。これは、光の振る舞いにも影響を与える可能性があります（アインシュタインの特殊相対性理論で説明されています）。
ハッブルの宇宙望遠鏡イメージングスペクトログラフ（STIS）での観察に基づいて、チームは、ディスク内の物質が光速の10％以上で動いていると判断しました。これらの極端な速度では、ディスク内の物質は、一方の側が地球に向かって移動するにつれて明るくなり、もう一方の側が遠ざかるにつれて暗くなったように見えます（相対論的ビームとして知られる効果）。
ハッブル観測はまた、ガスがブラックホールの重力井戸に非常に埋め込まれているため、光の波長が引き伸ばされ、赤く見えることを示しています。 STISの鮮明な解像度のおかげで、チームはブラックホール領域からのかすかな光を分離し、汚染光を遮断することができました。キアベルジュが言ったように：
「ハッブルがなければ、ブラックホール領域の光度が低いため、これを見ることができなかったでしょう。銀河の星の光度は、核の何よりも優れています。したがって、それを地上から観察すると、星の輝きが支配的であり、それが核からの微弱な放出を溺れさせます。」
チームは、ハッブルを使用して、低輝度のブラックホールの周りで同様のコンパクトディスクを探すことにより、この最新の発見に基づいて構築したいと考えています。成功した場合、結果として得られる発見により、天文学者は相対性理論を実際に見る機会がさらに増えるでしょう。
チームの観察結果を説明する研究は最近発表されました 王立天文学会の月次通知.
