Преди три години научната общност на Event Horizon Telescope (EHT) изненада света с първата снимка на черна дупка, заснета в съседната галактика M87. Сега същият екип за първи път показа преки визуални доказателства за с първото изображение на черната дупка в нашата галактика, използвайки наблюдения от глобална мрежа от радиотелескопи.
В тази статия ще ви разкажем как е получено изображение на черната дупка в нашата галактика и какви последици има тя.
Направете изображение на черната дупка в нашата галактика
Това е Стрелец A*, силно променлив източник на радиация, който постоянно се променя. Учените използват алгоритми от години, за да реконструират еволюцията му във времето, сякаш е „филм“, но сега те успяха и направиха своите неподвижни изображения.
В допълнение към набор от статии, публикувани в специално издание на The Astrophysical Journal Letters, екипът за сътрудничество на Event Horizon Telescope (EHT) разкри крайъгълния камък днес на серия от едновременни международни пресконференции по целия свят.
„Това е първото изображение на Стрелец A*, свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път, което е 4 милиона пъти по-масивно от Слънцето. Ние предоставяме първото пряко визуално доказателство за съществуването им“, каза Сара Исаун, астрофизик от Харвард, научен сътрудник в центъра, изказвайки се в централата на Европейската южна обсерватория (ESO) в Мюнхен, Германия.
Резултатите предоставиха огромно доказателство, че обектът е черна дупка и предоставиха ценни улики за работата на тези гигантски звезди, за които се смята, че лежат в центъра на повечето галактики.
Според повече от 300 учени от 80-те центъра, участващи в откритието, гигантската дупка "тежи" около 4 милиона слънчеви маси, в регион, не по-голям от нашата слънчева система, 27.000 XNUMX светлинни години от нашата планета. От наша гледна точка е с размерите на поничка на луната в небето.
първо визуално доказателство
Изображението е дългоочакван поглед към масивния обект в центъра на нашата галактика. Учените са видели звезди, обикалящи около много големи, компактни, невидими обекти в центъра на Млечния път. Това силно подсказва, че небесното тяло Садж А* е черна дупка.
Въпреки че не можем да видим самата черна дупка, защото е напълно тъмна, светещият газ около нея разкрива отличителна черта: тъмна централна област (наречена сянка), заобиколена от ярка пръстеновидна структура. Новият изглед улавя светлина, огъната от мощната гравитация на черната дупка.
„Бяхме изненадани, че размерът на пръстена съвпада толкова добре с прогнозите на общата теория на относителността на Айнщайн“, каза Джефри Бауър, главен учен на проекта EHT в Института по астрономия и астрофизика, Academia Sinica, Тайпе. „Тези безпрецедентни наблюдения значително подобряват нашето разбиране за това, което се случва в центъра на нашата галактика и предоставят нови прозрения за това как гигантските черни дупки взаимодействат с околната среда".
Наблюдението на такъв отдалечен обект ще изисква телескоп с размерите на Земята, макар и практически или еквивалентен, и това е, което EHT може да постигне. Състои се от осем радиотелескопа, разположени в Чили, САЩ, Мексико, Испания и Южния полюс. В САЩ, управлявана от Европейската южна обсерватория (ESO) и други международни партньори в пустинята Атакама в Чили, в Европа се откроява Институтът за милиметрична радиоастрономия (IRAM) в Сиера Невада (Гранада).
EHT наблюдаваше Стрелец A* в продължение на няколко последователни нощи, събирайки данни в продължение на часове, подобно на използването на дълги експозиции на неподвижна камера. Сред радиотелескопите, които съставляват EHT, антената IRAM на Дължината от 30 метра изигра решаваща роля в наблюденията, което позволява да се получат първите изображения.
Чрез техника, наречена много дълга референтна интерферометрия (VLBI, която използва математически операции вместо лещи), сигналите от всички радиотелескопи са комбинирани и техните данни се обработват от алгоритми и суперкомпютри, за да се възстанови възможно най-доброто изображение.
Талия Траяну, изследовател от Андалуския институт по астрофизика (IAA-CSIC), добавя: „Технологията ще ни позволи да получим нови изображения на черни дупки и дори филми“.
Две подобни черни дупки
По отношение на изображението на черната дупка в галактиката M87, направено през 2019 г., учените са съгласни, че двете черни дупки изглеждат много сходни, въпреки че черната дупка в нашата галактика той е повече от 1000 пъти по-малък и по-малко масивен от M87*, който е на 55 милиона светлинни години. Гигантската звезда има маса от 6.500 милиарда слънца и диаметър 9.000 милиарда километра, което означава, че слънчевата система до Нептун ще влезе в нея.
„Имаме два напълно различни типа галактики и две много различни маси черни дупки, но близо до ръбовете на тези черни дупки те изглеждат изненадващо сходни“, каза Сера Марков, съпредседател на научния комитет на EHT и професор по теоретична астрофизика. в Амстердамския университет. Това ни казва, че общата теория на относителността управлява тези обекти отблизо и че всички разлики, които виждаме по-далеч, се дължат на разликите в материята около черната дупка. »
Ето как Роберто Емпаран, теоретичен физик и професор по ICREA в Института по космология на Университета в Барселона, обяснява пред SMC Испания: „В момента можем да кажем, че приликата между изображението на M87* от 2019 г. и текущото изображение идва от SgrA *, което показва, че независимо от размера на черната дупка, най-близката до черната дупка среда е много подобна. Бъдещите наблюдения ще ни кажат повече за свойствата на материята, заобикаляща черната дупка, и може да сме в състояние да разберем дали обектът наистина е това, което теорията на Айнщайн е предсказала, или е по-екзотичен „самозванец“ или „подражател“.
Гонсало Дж. Олмо, професор в катедрата по теоретична физика и IFIC на Хибридния център на Университета на Валенсия и CSIC, и Диего Рубиера-Гарсия, изследовател на таланти в катедрата по теоретична физика на Университета Комплутенсе в Мадрид съвпадат. „Въпреки че този обект е хиляди пъти по-голям от обектите, наблюдавани днес в Млечния път, неговата прилика с нашата „малка“ черна дупка показва общостта на физиката, която описва тези обекти“, подчертават те пред SMC Испания.
Въпреки това, днешните резултати са много по-трудни от M87*, въпреки че Стрелец A* е по-близо. Екипът трябваше да разработи сложни нови инструменти, за да обясни движението на газ около Sgr A*. Докато M87* е по-прост и по-стабилен обектив, почти всички изображения изглеждат еднакви, Sgr A* не е така.
„Газът близо до черната дупка се движи със същата скорост, почти толкова бързо, колкото светлината, близо до Стрелец A* и M87*“, обясни ученият от EHT Чи-куан Чан от Обсерваторията на Стюард и катедра по астрономия и данни в Университета на Аризона, докато газът отнема дни до седмици, за да обиколи по-големия M87*, много по-малкият Стрелец A* завършва орбита за минути."
„Това означава, че яркостта и моделът на газа около Стрелец A* бързо се променят, тъй като EHT си сътрудничи, за да го наблюдава: това е малко като да се опитваш да получиш ясна картина на кученце, което бързо гони опашката си— продължи той.
Изображението на черната дупка на Sgr A* е средна стойност от различните изображения, извлечени от екипа, като накрая за първи път разкрива гигантската звезда в центъра на Млечния път.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за снимките, заснети от черната дупка в нашата галактика.