Kolme vuotta sitten Event Horizon Telescopen (EHT) tiedeyhteisö yllätti maailman ensimmäisellä valokuvalla mustasta aukosta, joka on otettu naapurigalaksissa M87. Nyt sama tiimi on ensimmäistä kertaa osoittanut suoria visuaalisia todisteita galaksissamme olevan mustan aukon ensimmäisen kuvan kanssa, käyttämällä maailmanlaajuisen radioteleskooppiverkon havaintoja.
Tässä artikkelissa kerromme sinulle, kuinka kuva galaksissamme olevasta mustasta aukosta on saatu ja mitä vaikutuksia sillä on.
Ota kuva galaksimme mustasta aukosta
Tämä on Sagittarius A*, erittäin vaihteleva säteilylähde, joka muuttuu jatkuvasti. Tiedemiehet ovat käyttäneet algoritmeja vuosia rekonstruoidakseen sen kehitystä ajan myötä ikään kuin se olisi "elokuva", mutta he ovat nyt onnistuneet ja renderöineet still-kuvansa.
The Astrophysical Journal Letters -erikoispainoksessa julkaistujen julkaisujen lisäksi Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration Team paljasti virstanpylvään tänään sarjassa samanaikaisia kansainvälisiä lehdistötilaisuuksia ympäri maailmaa.
"Tämä on ensimmäinen kuva Sagittarius A*:sta, supermassiivisesta mustasta aukosta Linnunradan keskellä, joka on 4 miljoonaa kertaa Aurinkoa massiivisempi. Tarjoamme ensimmäisen suoran visuaalisen todisteen niiden olemassaolosta", sanoi Sara Issaoun, Harvardin astrofyysikko ja keskuksen tutkija, puhuessaan European Southern Observatoryn (ESO) päämajassa Münchenissä, Saksassa.
Tulokset antoivat ylivoimaisia todisteita siitä, että kohde oli musta aukko, ja antoivat arvokkaita vihjeitä näiden jättiläistähtien toiminnasta, joiden uskotaan olevan useimpien galaksien keskellä.
Yli 300 tutkijan 80:stä löydöön osallistuneesta keskuksesta mukaan jättimäinen reikä "painoa" noin 4 miljoonaa auringon massaa alueella, joka ei ole suurempi kuin aurinkokuntamme. 27.000 XNUMX valovuoden päässä planeetaltamme. Meidän näkökulmastamme se on munkin kokoinen kuussa taivaalla.
ensimmäinen visuaalinen todiste
Kuva on kauan odotettu näkymä galaksimme keskellä olevaan massiiviseen esineeseen. Tiedemiehet ovat nähneet tähdet kiertävät joitain erittäin suuria, kompakteja, näkymättömiä esineitä Linnunradan keskustassa. Tämä viittaa vahvasti siihen, että taivaankappale Sadge A* on musta aukko.
Vaikka emme näe itse mustaa aukkoa, koska se on täysin tumma, sitä ympäröivä hehkuva kaasu paljastaa erityispiirteen: tumman keskusalueen (kutsutaan varjoksi), jota ympäröi kirkas rengasrakenne. Uusi näkymä vangitsee mustan aukon voimakkaan painovoiman taipuman valon.
"Olimme yllättyneitä siitä, että renkaan koko vastasi niin hyvin Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian ennusteita", sanoi Geoffrey Bower, EHT-projektin päätutkija Tähtitieteen ja astrofysiikan instituutista, Academia Sinica, Taipei. "Nämä ennennäkemättömät havainnot parantavat suuresti ymmärrystämme siitä, mitä galaksimme keskustassa tapahtuu ja tarjoavat uusia näkemyksiä siitä, kuinka jättiläiset mustat aukot ovat vuorovaikutuksessa ympäristönsä kanssa".
Näin kaukaisen kohteen tarkkaileminen vaatisi Maan kokoisen kaukoputken, vaikkakin virtuaalisesti tai vastaavasti, ja sen EHT voi saavuttaa. Se koostuu kahdeksasta radioteleskoopista, jotka sijaitsevat Chilessä, Yhdysvalloissa, Meksikossa, Espanjassa ja etelänavalla. USA:ssa European Southern Observatoryn (ESO) ja muiden kansainvälisten kumppaneiden operoima Atacaman autiomaassa Chilessä, Euroopassa Sierra Nevadassa (Granada) sijaitseva Institute for Millimetric Radio Astronomy (IRAM) erottuu.
EHT tarkkaili Sagittarius A*:ta useana peräkkäisenä yönä ja keräsi tietoja tuntien ajan samalla tavalla kuin käytettäessä pitkiä valotuksia still-kameralla. Niistä radioteleskooppeista, jotka muodostavat EHT:n, IRAM-antennin 30 metriä pitkällä oli ratkaiseva rooli havainnoissa, jolloin saat ensimmäiset kuvat.
Tekniikalla, jota kutsutaan erittäin pitkäksi referenssiinterferometriksi (VLBI, joka käyttää matemaattisia operaatioita linssien sijaan), kaikkien radioteleskooppien signaalit on yhdistetty ja niiden tiedot on käsitelty algoritmeilla ja supertietokoneilla parhaan mahdollisen kuvan rekonstruoimiseksi.
Thalia Traianou, Andalusian Institute of Astrophysicsin (IAA-CSIC) tutkija, lisää: "Teknologian avulla voimme saada uusia kuvia mustista aukoista ja jopa elokuvista."
Kaksi samanlaista mustaa aukkoa
Vuonna 87 otetun galaksin M2019 mustasta aukosta tutkijat ovat yhtä mieltä siitä, että kaksi mustaa aukkoa näyttävät hyvin samanlaisilta, vaikka galaksissamme oleva musta aukko se on yli 1000 kertaa pienempi ja vähemmän massiivinen kuin M87*, joka on 55 miljoonan valovuoden päässä. Jättitähteen massa on 6.500 miljardia aurinkoa ja halkaisija 9.000 miljardia kilometriä, mikä tarkoittaa, että aurinkokunta Neptunukseen asti tulee siihen.
"Meillä on kaksi täysin erilaista galaksityyppiä ja kaksi hyvin erilaista mustien aukkojen massaa, mutta lähellä näiden mustien aukkojen reunoja ne näyttävät yllättävän samanlaisilta", sanoi Sera Markoff, EHT:n tiedekomitean puheenjohtaja ja teoreettisen astrofysiikan professori. Amsterdamin yliopistossa. Tämä kertoo meille, että yleinen suhteellisuusteoria hallitsee näitä esineitä läheltä ja että kaikki erot, joita näemme kauempana, johtuvat eroista mustaa aukkoa ympäröivässä aineessa. »
Näin Roberto Emparan, teoreettinen fyysikko ja ICREA-professori Barcelonan yliopiston kosmologian instituutista, selittää asian SMC Spainille: "Tällä hetkellä voimme sanoa, että samankaltaisuus M87*:n kuvan välillä vuodelta 2019 ja nykyinen kuva tulee SgrA:sta *, joka osoittaa, että mustan aukon koosta riippumatta, Mustaa aukkoa lähinnä oleva ympäristö on hyvin samanlainen. Tulevat havainnot kertovat meille enemmän mustaa aukkoa ympäröivän aineen ominaisuuksista, ja voimme ehkä kertoa, onko esine todella se, mitä Einsteinin teoria ennusti, vai eksoottisempi "huijari" tai "kopioija".
Valencian yliopiston ja CSIC:n hybridikeskuksen teoreettisen fysiikan laitoksen ja IFIC:n professori Gonzalo J. Olmo ja Madridin Complutensen yliopiston teoreettisen fysiikan laitoksen kykytutkija Diego Rubiera-García ovat samat. "Vaikka tämä esine on tuhat kertaa suurempi kuin nykyään Linnunradalla havaitut kohteet, sen samankaltaisuus "pieneen" mustaan aukkoomme osoittaa näitä esineitä kuvaavan fysiikan yleisyyden", he korostavat SMC Spainille.
Tämän päivän tulokset ovat kuitenkin paljon vaikeampia kuin M87*, vaikka Sagittarius A* on lähempänä. Ryhmän oli kehitettävä kehittyneitä uusia työkaluja kaasun liikkeen selittämiseksi Sgr A*:n ympärillä. Vaikka M87* on yksinkertaisempi ja vakaampi objektiivi, lähes kaikki kuvat näyttävät samalta, Sgr A* ei ole.
"Mustan aukon lähellä oleva kaasu liikkuu samalla nopeudella, melkein yhtä nopeasti kuin valo, lähellä Jousimies A* ja M87*", selitti EHT:n tutkija Chi-kwan Chan Stewardin observatoriosta sekä tähtitieteen ja datan laitokselta. Arizonassa kaasulla kestää päivistä viikkoihin kiertää suuremman M87*:n*, mutta paljon pienempi Sagittarius A* suorittaa kiertoradan minuuteissa."
"Tämä tarkoittaa, että Jousimies A*:n ympärillä olevan kaasun kirkkaus ja kuvio muuttuvat nopeasti, kun EHT tekee yhteistyötä tarkkaillakseen sitä: Se on vähän kuin yrittäisi saada selkeä kuva koiranpennusta, joka jahtaa nopeasti häntäänsähän jatkoi.
Sgr A* mustan aukon kuva on keskiarvo erilaisista kuvista, joita tiimi poimi, paljastaen lopulta Linnunradan keskustassa olevan jättiläistähteen ensimmäistä kertaa.
Toivon, että näiden tietojen avulla voit oppia lisää galaksimme mustasta aukosta otetuista kuvista.