Prije tri godine znanstvena zajednica Event Horizon Telescope (EHT) iznenadila je svijet prvom fotografijom crne rupe snimljene u susjednoj galaksiji M87. Sada je isti tim po prvi put pokazao izravne vizualne dokaze s prvom slikom crne rupe u našoj galaksiji, koristeći opažanja s globalne mreže radioteleskopa.
U ovom članku ćemo vam reći kako je dobivena slika crne rupe u našoj galaksiji i kakve posljedice ona ima.
Snimite sliku crne rupe u našoj galaksiji
Ovo je Strijelac A*, vrlo varijabilni izvor zračenja koji se stalno mijenja. Znanstvenici su godinama koristili algoritme kako bi rekonstruirali njegovu evoluciju tijekom vremena kao da je riječ o "filmu", ali sada su uspjeli i prikazali svoje mirne slike.
Uz skup radova objavljenih u posebnom izdanju The Astrophysical Journal Letters, tim za suradnju Event Horizon Telescope (EHT) danas je otkrio prekretnicu na nizu istovremenih međunarodnih konferencija za novinare diljem svijeta.
"Ovo je prva slika Strijelca A*, supermasivne crne rupe u središtu Mliječne staze, koje je 4 milijuna puta masivnije od Sunca. Pružamo prve izravne vizualne dokaze njihovog postojanja", rekla je Sara Issaoun, harvardska astrofizičarka i istraživačica u centru, govoreći u sjedištu Europskog južnog opservatorija (ESO) u Münchenu, Njemačka.
Rezultati su pružili neodoljiv dokaz da je objekt bio crna rupa i dali su vrijedne tragove o radu ovih divovskih zvijezda, za koje se smatra da leže u središtu većine galaksija.
Prema više od 300 znanstvenika iz 80 centara uključenih u otkriće, gigantska rupa "teži" oko 4 milijuna solarnih masa, u regiji koja nije veća od našeg Sunčevog sustava, 27.000 svjetlosnih godina od našeg planeta. Iz naše perspektive, veličine je krafne na mjesecu na nebu.
prvi vizualni dokaz
Slika je dugo očekivani pogled na masivni objekt u središtu naše galaksije. Znanstvenici su vidjeli zvijezde koje kruže oko nekih vrlo velikih, kompaktnih, nevidljivih objekata u središtu Mliječne staze. To snažno sugerira da je nebesko tijelo Sadge A* crna rupa.
Iako ne možemo vidjeti samu crnu rupu jer je potpuno tamna, svijetleći plin koji ju okružuje otkriva karakterističnu značajku: tamno središnje područje (zvano sjena) okruženo svijetlom prstenastom strukturom. Novi pogled bilježi svjetlost savijena snažnom gravitacijom crne rupe.
"Bili smo iznenađeni da se veličina prstena tako dobro podudara s predviđanjima Einsteinove opće teorije relativnosti", rekao je Geoffrey Bower, glavni znanstvenik EHT projekta na Institutu za astronomiju i astrofiziku, Academia Sinica, Taipei. "Ova zapažanja bez presedana uvelike poboljšavaju naše razumijevanje onoga što se događa u središtu naše galaksije i pružaju nove uvide u to kako divovske crne rupe komuniciraju sa svojim okruženjem”.
Promatranje tako udaljenog objekta zahtijevalo bi teleskop veličine Zemlje, iako virtualno ili ekvivalentno, a to je ono što EHT može postići. Sastoji se od osam radioteleskopa koji se nalaze u Čileu, Sjedinjenim Državama, Meksiku, Španjolskoj i Južnom polu. U SAD-u, kojim upravlja Europski južni opservatorij (ESO) i drugi međunarodni partneri u pustinji Atacama u Čileu, u Europi se ističe Institut za milimetrijsku radioastronomiju (IRAM) u Sierra Nevadi (Granada).
EHT je promatrao Strijelca A* nekoliko uzastopnih noći, prikupljajući podatke satima, slično korištenju dugih ekspozicija na fotoaparatu. Među radioteleskopima koji čine EHT, IRAM antena od Duga 30 metara odigrala je presudnu ulogu u promatranjima, što omogućuje dobivanje prvih slika.
Kroz tehniku koja se zove vrlo duga referentna interferometrija (VLBI, koja koristi matematičke operacije umjesto leća), signali svih radioteleskopa su kombinirani, a njihovi podaci obrađeni algoritmima i superračunalima kako bi se rekonstruirala najbolja moguća slika.
Thalia Traianou, istraživačica s Andaluzijskog instituta za astrofiziku (IAA-CSIC), dodaje: "Tehnologija će nam omogućiti dobivanje novih slika crnih rupa, pa čak i filmova."
Dvije slične crne rupe
Što se tiče slike crne rupe u galaksiji M87 snimljene 2019. godine, znanstvenici se slažu da dvije crne rupe izgledaju vrlo slično, iako crna rupa u našoj galaksiji više je od 1000 puta manji i manje masivan od M87*, koji je udaljen 55 milijuna svjetlosnih godina. Zvijezda div ima masu od 6.500 milijardi sunaca i promjer od 9.000 milijardi kilometara, što znači da će u nju ući Sunčev sustav do Neptuna.
"Imamo dvije potpuno različite vrste galaksija i dvije vrlo različite mase crnih rupa, ali blizu rubova tih crnih rupa izgledaju iznenađujuće slično", rekla je Sera Markoff, supredsjedateljica Znanstvenog odbora EHT-a i profesorica teorijske astrofizike na Sveučilištu u Amsterdamu. To nam govori da opća teorija relativnosti upravlja ovim objektima izbliza i da su sve razlike koje vidimo dalje posljedica razlika u materiji koja okružuje crnu rupu. »
Ovako Roberto Emparan, teoretski fizičar i profesor ICREA na Institutu za kozmologiju Sveučilišta u Barceloni, objašnjava za SMC Španjolsku: "U ovom trenutku možemo reći da je sličnost između slike M87* iz 2019. i trenutna slika dolazi iz SgrA * koji pokazuje da, bez obzira na veličinu crne rupe, okruženje najbliže crnoj rupi vrlo je slično. Buduća opažanja će nam reći više o svojstvima materije koja okružuje crnu rupu i možda ćemo moći reći je li objekt stvarno ono što je Einsteinova teorija predvidjela, ili je egzotičniji 'varalica' ili 'preslikavač'."
Gonzalo J. Olmo, profesor Odjela za teorijsku fiziku i IFIC-a Hibridnog centra Sveučilišta u Valenciji i CSIC-a, i Diego Rubiera-García, istraživač talenata na Odjelu za teorijsku fiziku Sveučilišta Complutense u Madridu se podudaraju. "Iako je ovaj objekt tisuću puta veći od objekata koji se danas promatraju u Mliječnoj stazi, njegova sličnost s našom 'malom' crnom rupom pokazuje općenitost fizike koja opisuje ove objekte", naglašavaju za SMC Spain.
Međutim, današnji rezultati su puno teži od M87*, iako je Strijelac A* bliži. Tim je morao razviti sofisticirane nove alate za objašnjenje kretanja plina oko Sgr A*. Dok je M87* jednostavniji i stabilniji objektiv, gotovo sve slike izgledaju isto, Sgr A* nije.
"Plin u blizini crne rupe kreće se istom brzinom, gotovo jednakom brzinom kao svjetlost, u blizini Strijelca A* i M87*", objasnio je EHT znanstvenik Chi-kwan Chan iz Steward opservatorija i Odjela za astronomiju i podatke. Sveučilište u Arizoni, dok su plinu potrebni dani do tjedni da kruži oko većeg M87*, mnogo manji Strijelac A* dovršava orbitu za nekoliko minuta."
"To znači da se svjetlina i uzorak plina oko Strijelca A* brzo mijenja dok EHT surađuje kako bi ga promatrao: to je pomalo kao da pokušavate dobiti jasnu sliku šteneta koji brzo lovi repnastavio je.
Slika crne rupe Sgr A* prosjek je različitih slika koje je tim izvukao, otkrivajući na kraju divovsku zvijezdu u središtu Mliječne staze po prvi put.
Nadam se da uz ove informacije možete saznati više o slikama crne rupe u našoj galaksiji.