Астрономите, използвайки скоростта на въртене на акреционния диск, измерват масата на черната дупка, която е била 660 милиона пъти по-масивна от Слънцето.
Въпреки че знаем, че черните дупки са големи, но как астрономите измерват своята маса? Не можем просто да влезем и да ги претегляме. За щастие, астрономите имат много умни начини за измерване на масата на обектите във вселената, а черните дупки не са изключение.
Използвайки най-голямата и най-мощна обсерватория на планетата, астрономите можеха да видят в детайли централната част на една елиптична галактика, наречена NGC 1332, която се намира на около 75 милиона светлинни години от нас, за да получи подробна картина на въртеливи газове около централна супермасивна черна дупка. Въпреки че повечето от известните галактики имат огромни черни дупки в ядрата си, черната дупка в центъра на NGC 1332 е 660 милиона пъти по-масивна от нашето Слънце.
Милиметровата / субмилиметровата мрежа на Атакам (АЛАМ) в Чили бе използвана за постигане на тази висока точност, но тя не гледаше директно към черната дупка, следвана от яростния шквал от галактически газове, залепени в дълбоката дупка на черната дупка.
"За да изчислим масата на черната дупка в центъра на галактиката, трябва да измерим скоростта на нещо, което се върти около нея", казва Аарон Барт от Университета в Ървайн в Калифорния и водещ автор на изследване, публикувано в Astrophysical Journal. "За точно измерване трябва подробно да разгледаме самия център на галактиката, където гравитационното привличане на черна дупка е доминиращата сила." "ALMA е фантастичен нов инструмент за извършване на тези наблюдения."
Всички знаем, че черните дупки са черни. Тяхната маса има толкова огромен гравитационен натиск, че нищо, дори и светлината, не може да избяга от гравитационния капан. Тъй като не можем да ги видим, астрономите могат да открият наличието на черни дупки, използвайки други, непреки средства. Един от начините е да се измери емисиите на горещи газове, уловени от черния дупка. Друг начин: да наблюдаваме как масата на черната дупка деформира пространство-времето, огъвайки светлината около нея.
В случая на NGC 1332 е възможно да се разгледа един студен молекулен газ, който е в непосредствена близост до черна дупка. Знаейки разстоянието на газовия облак от черната дупка, с помощта на ALMA можете да измервате с голяма точност масата на черната дупка. Тя е наистина чудовищна.
В тази галактика газът се сплесква в огромен диск, който се върти около черна дупка с радиус от 800 светлинни години. За сравнение, разстоянието от нашата слънчева система до най-близката звездна система Alpha Centauri е малко над 4 светлинни години. Радиусът на тази колосална структура е 200 пъти по-широк. При видими дължини на вълните този диск не може да се види напълно и изглежда като силует на фона на плътно опаковани звезди. Въпреки това, ALMA сканира пространството в радиочестотния обхват, и тъй като дискът за студен газ генерира радиоизлъчване, той позволява на астрономите да различават между „малки“ структури, само на 15 светлинни години, вътре в диска. Тази невероятна точност на измерване направи възможно да се види „сферата на влияние” на черна дупка в рамките на 80 светлинни години от центъра. Газовете в този регион се въртят със скорост над 300 мили в секунда.
Предишни измервания на масата на черните дупки се основаваха на наблюдения на видима светлина от йонизиран газ в горещи дискове с натрупване. Въпреки че обсерваториите като космическия телескоп Хъбъл могат да изчислят масата на черните дупки, тези дискове с гореща акреция са по своята същност турбулентни. Това добавя по-голяма степен на несигурност при видимите измервания на светлината.
Но емисиите от студения молекулен газ (в този случай, емисиите на въглероден оксид или CO) в разширени дискове идват от много по-спокойни условия, което дава на астрономите безпрецедентна точност за измерване.
