哈勃发现了神秘的黑洞圆盘

天文学家使用哈勃太空望远镜观测到了一个意想不到的薄物质盘，它环绕着位于1.3亿光年之外的螺旋星系NGC 3147中心的超大质量黑洞。

在一个低活跃星系中心，黑洞圆盘的存在让天文学家感到惊讶。在某些类型的星系中，如NGC3147中的黑洞被认为是饥饿的，因为没有足够的引力捕获物质来定期供给它们。因此，令人费解的是，有一个薄圆盘环绕着一个饥饿的黑洞，非常类似在极活跃星系中发现的更大圆盘。

特别有趣的是，这个围绕黑洞旋转的物质圆盘为检验爱因斯坦的相对论提供了一个独特的机会。根据这些理论，这个圆盘深深地嵌入了黑洞的强大引力场中，以至于气体圆盘发出的光发生了改变，这让天文学家们得以独特地窥视黑洞附近的动态过程。

哈勃测量到圆盘的材料在黑洞周围以超过10%的光速旋转。在如此极端的速度下，气体似乎在一边向地球移动时变亮，在另一边远离我们的星球时变暗。这种效应被称为相对论波束形成。哈勃的观测还表明，气体被深深地嵌入引力井中，以致于光线难以逃逸，因此看起来伸展到了更红的波长。这个黑洞的质量大约是太阳的2.5亿倍。

这是一个非常接近黑洞的圆盘的有趣的一瞥，如此之近以至于引力的速度和强度正在影响我们如何看到光的光子。

天文学家最初选择这个星系来验证关于低亮度活动星系的公认模型：那些有营养不良黑洞的星系。这些模型预测，当大量的气体被黑洞强大的引力捕获，随后释放出大量的光，并产生一个被称为类星体的明亮的灯塔时，就会形成物质圆盘。

我们看到的圆盘类型是一个缩小的类星体，天文学家没有预料到它的存在。这是我们在1000倍甚至是100000倍的发光物体上看到的相同类型的光盘。对当前非常微弱的活动星系模型的预测显然失败了。

Image: ©NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre University)

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