Kolm aastat tagasi üllatas Event Horizon Telescope (EHT) teadusringkond maailma esimese fotoga naabergalaktikas M87 jäädvustatud mustast august. Nüüd on sama meeskond esimest korda näidanud otseseid visuaalseid tõendeid selle kohta esimese pildiga mustast august meie galaktikas, kasutades ülemaailmse raadioteleskoopide võrgustiku vaatlusi.
Selles artiklis räägime teile, kuidas meie galaktikas olevast mustast august kujutis on saadud ja millised on selle tagajärjed.
Jäädvustage pilt meie galaktika mustast august
See on Sagittarius A*, väga muutlik kiirgusallikas, mis muutub pidevalt. Teadlased on aastaid kasutanud algoritme, et rekonstrueerida selle evolutsiooni aja jooksul, nagu oleks see "film", kuid neil on nüüd see õnnestunud ja nad on oma liikumatuid pilte renderdanud.
Lisaks ajakirja The Astrophysical Journal Letters eriväljaandes avaldatud paberitele avalikustas Event Horizon Telescope (EHT) koostöömeeskond täna verstaposti mitmel samaaegsel rahvusvahelisel pressikonverentsil üle maailma.
"See on esimene pilt Sagittarius A*-st, ülimassiivsest mustast august Linnutee keskel, mis on 4 miljonit korda suurem kui Päike. Esitame esimesed otsesed visuaalsed tõendid nende olemasolu kohta," ütles Harvardi astrofüüsik A Centeri teadur Sara Issaoun Saksamaal Münchenis asuvas Euroopa Lõunaobservatooriumi (ESO) peakorteris.
Tulemused andsid tohutuid tõendeid selle kohta, et objekt oli must auk, ja andsid väärtuslikke vihjeid nende hiiglaslike tähtede toimimise kohta, mis arvatakse olevat enamiku galaktikate keskmes.
Rohkem kui 300 teadlase sõnul 80 avastamisega seotud keskusest kaalub hiiglaslik auk piirkonnas, mis ei ole suurem kui meie päikesesüsteem, umbes 4 miljonit päikesemassi. 27.000 XNUMX valgusaasta kaugusel meie planeedist. Meie vaatenurgast on see sõõriku suurune kuu peal taevas.
esimesed visuaalsed tõendid
Pilt on kauaoodatud pilk meie galaktika keskmes asuvale massiivsele objektile. Teadlased on näinud tähed, mis tiirlevad mõne väga suure, kompaktse, nähtamatu objekti ümber Linnutee keskel. See viitab tugevalt sellele, et taevakeha Sadge A* on must auk.
Kuigi me ei näe musta auku ennast, kuna see on täiesti pime, paljastab seda ümbritsev hõõguv gaas eripära: tumedat keskosa (nimetatakse varjuks), mida ümbritseb hele rõngasstruktuur. Uus vaade jäädvustab musta augu võimsa gravitatsiooni poolt painutatud valgust.
"Olime üllatunud, et rõnga suurus vastas nii hästi Einsteini üldise relatiivsusteooria ennustustele," ütles Geoffrey Bower, Taipei Academia Sinica astronoomia ja astrofüüsika instituudi EHT projekti peateadur. "Need enneolematud tähelepanekud parandavad oluliselt meie arusaamist sellest, mis meie galaktika keskmes ja annab uusi teadmisi selle kohta, kuidas hiiglaslikud mustad augud oma keskkonnaga suhtlevad"
Nii kaugel asuva objekti vaatlemiseks oleks vaja Maa-suurust teleskoopi, olgugi, et virtuaalselt või samaväärselt ja seda suudab EHT saavutada. See koosneb kaheksast raadioteleskoobist, mis asuvad Tšiilis, Ameerika Ühendriikides, Mehhikos, Hispaanias ja lõunapoolusel. USA-s, mida opereerib Euroopa lõunaobservatoorium (ESO) ja teised rahvusvahelised partnerid Atacama kõrbes Tšiilis, Euroopas paistab silma Sierra Nevadas (Granada) asuv millimeetrilise raadioastronoomia instituut (IRAM).
EHT jälgis Sagittarius A* mitut järjestikust ööd, kogudes andmeid tundide kaupa, sarnaselt fotoaparaadi pikkade särituste kasutamisele. EHT-i moodustavate raadioteleskoopide hulgas on IRAM-i antenn 30 meetri pikkused mängisid vaatlustes üliolulist rolli, mis võimaldab saada esimesi pilte.
Tehnika abil, mida nimetatakse väga pikaks võrdlusinterferomeetriaks (VLBI, mis kasutab läätsede asemel matemaatilisi tehteid), on kõigi raadioteleskoopide signaalid kombineeritud ning nende andmeid on töödeldud algoritmide ja superarvutitega, et taastada parim võimalik pilt.
Andaluusia Astrofüüsika Instituudi (IAA-CSIC) teadur Thalia Traianou lisab: "Tehnoloogia võimaldab meil saada uusi pilte mustadest aukudest ja isegi filme."
Kaks sarnast musta auku
Seoses 87. aastal tehtud pildiga galaktikas M2019 mustast august nõustuvad teadlased, et need kaks musta auku näevad väga sarnased välja, kuigi must auk meie galaktikas see on rohkem kui 1000 korda väiksem ja vähem massiivne kui M87*, mis asub 55 miljoni valgusaasta kaugusel. Hiidtähe mass on 6.500 miljardit päikest ja läbimõõt 9.000 miljardit kilomeetrit, mis tähendab, et sinna siseneb päikesesüsteem kuni Neptuunini.
"Meil on kaks täiesti erinevat tüüpi galaktikat ja kaks väga erineva massiga musta auku, kuid nende mustade aukude servade lähedal näevad need üllatavalt sarnased välja," ütles EHT teaduskomitee kaasesimees ja teoreetilise astrofüüsika professor Sera Markoff. Amsterdami ülikoolis. See ütleb meile, et üldrelatiivsusteooria juhib neid objekte lähedalt ja et kõik erinevused, mida me näeme kaugemal, tulenevad erinevustest musta auku ümbritsevas aines. »
Roberto Emparan, teoreetiline füüsik ja Barcelona ülikooli kosmoloogia instituudi ICREA professor, selgitab seda SMC Spainile: "Hetkel võime öelda, et 87. aastast pärit M2019* kujutise sarnasus praegune pilt pärineb SgrA-st *, mis näitab, et olenemata musta augu suurusest, mustale augule lähim keskkond on väga sarnane. Tulevased vaatlused räägivad meile rohkem musta auku ümbritseva aine omadustest ja võib-olla suudame öelda, kas objekt on tõesti see, mida Einsteini teooria ennustas, või eksootilisem "pettur" või "kopija".
Valencia ülikooli ja CSICi hübriidkeskuse teoreetilise füüsika osakonna ja IFIC-i professor Gonzalo J. Olmo ning Madridi Complutense ülikooli teoreetilise füüsika osakonna talendiuurija Diego Rubiera-García langevad kokku. "Kuigi see objekt on tuhat korda suurem kui täna Linnuteel vaadeldud objektid, näitab selle sarnasus meie "väikese" musta auguga neid objekte kirjeldava füüsika üldistust," rõhutavad nad SMC Spainile.
Tänased tulemused on aga palju raskemad kui M87*, kuigi Ambur A* on lähemal. Meeskond pidi välja töötama keerukad uued tööriistad, et selgitada gaasi liikumist Sgr A* ümber. Kui M87* on lihtsam ja stabiilsem objektiiv, näevad peaaegu kõik pildid ühesugused välja, siis Sgr A* mitte.
"Musta augu lähedal asuv gaas liigub Sagittarius A* ja M87* lähedal sama kiirusega, peaaegu sama kiiresti kui valgus," selgitas EHT teadlane Chi-kwan Chan Stewardi vaatluskeskusest ning astronoomia ja andmete osakonnast. Arizona Ülikool, kui gaasil kulub suuremale M87* orbiidile jõudmiseks aega päevi kuni nädalaid, siis palju väiksem Sagittarius A* sooritab tiirlemise minutitega.
"See tähendab, et Sagittarius A* ümbritseva gaasi heledus ja muster muutuvad kiiresti, kuna EHT teeb selle jälgimiseks koostööd: see on natuke nagu püüd saada selget pilti kutsikast, kes kiiresti saba taga ajabjätkas ta.
Sgr A* musta augu pilt on töörühma eraldatud erinevate piltide keskmine, paljastades lõpuks esmakordselt Linnutee keskel asuva hiiglasliku tähe.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada meie galaktika mustast august jäädvustatud piltide kohta.