Három évvel ezelőtt az Event Horizon Telescope (EHT) tudományos közössége meglepte a világot a szomszédos M87 galaxisban rögzített első fekete lyuk fényképével. Ugyanez a csapat most először mutatott be közvetlen vizuális bizonyítékot galaxisunk fekete lyukának első képével, rádióteleszkópok globális hálózatának megfigyelései alapján.
Ebben a cikkben elmondjuk, hogyan készült kép a galaxisunkban lévő fekete lyukról, és milyen következményekkel jár.
Készítsen képet galaxisunkban lévő fekete lyukról
Ez a Sagittarius A*, egy rendkívül változó sugárforrás, amely folyamatosan változik. A tudósok évek óta használnak algoritmusokat, hogy rekonstruálják az idő múlásával evolúcióját, mintha egy „film” lenne, de most sikerült és renderelték állóképeiket.
A The Astrophysical Journal Letters különkiadásában megjelent cikkek mellett az Event Horizon Telescope (EHT) Együttműködési Csoportja a mai napon egy sor nemzetközi sajtótájékoztatón mutatta be a mérföldkövet a világ minden táján.
"Ez az első kép a Sagittarius A*-ról, a Tejútrendszer közepén lévő szupermasszív fekete lyukról, amely 4 milliószor nagyobb tömegű a Napnál. Mi adjuk az első közvetlen vizuális bizonyítékot létezésükre” – mondta Sara Issaoun, a Harvard Astrophysicist A Center Research munkatársa az Európai Déli Obszervatórium (ESO) Münchenben, Németországban található központjában.
Az eredmények elsöprő bizonyítékot szolgáltattak arra vonatkozóan, hogy az objektum egy fekete lyuk, és értékes támpontokat adtak ezeknek az óriáscsillagoknak a működéséről, amelyekről úgy gondolják, hogy a legtöbb galaxis középpontjában helyezkednek el.
A felfedezésben részt vevő 300 központ több mint 80 tudósa szerint a gigantikus lyuk körülbelül 4 millió naptömeg "súlyt nyom", egy olyan régióban, amely nem nagyobb, mint a mi Naprendszerünk. 27.000 XNUMX fényévre a bolygónktól. A mi szemszögünkből akkora, mint egy fánk a holdon az égen.
első vizuális bizonyíték
A kép egy régóta várt pillantás a galaxisunk közepén lévő hatalmas objektumra. A tudósok látták csillagok keringenek néhány nagyon nagy, kompakt, láthatatlan objektum körül a Tejútrendszer közepén. Ez erősen arra utal, hogy a Sadge A* égitest egy fekete lyuk.
Noha magát a fekete lyukat nem látjuk, mert teljesen sötét, a körülötte lévő izzó gáz egy jellegzetes vonást tár fel: egy sötét központi régiót (úgynevezett árnyékot), amelyet egy világos gyűrűs szerkezet vesz körül. Az új nézet rögzíti a fekete lyuk erőteljes gravitációja által meghajlított fényt.
"Meglepődtünk, hogy a gyűrű mérete ilyen jól megfelelt Einstein általános relativitáselméletének előrejelzéseinek" - mondta Geoffrey Bower, az EHT projekt vezető tudósa a tajpeji Academia Sinica Csillagászati és Asztrofizikai Intézetében. "Ezek a példátlan megfigyelések nagyban javítják annak megértését, hogy mi történik galaxisunk középpontjában és új betekintést nyújtanak abba, hogyan lépnek kapcsolatba az óriási fekete lyukak környezetükkel”.
Egy ilyen távoli objektum megfigyeléséhez Föld méretű távcsőre lenne szükség, igaz, virtuálisan vagy azzal egyenértékűen, és ez az, amit az EHT el tud érni. Nyolc rádióteleszkópból áll, amelyek Chilében, az Egyesült Államokban, Mexikóban, Spanyolországban és a Déli-sarkon találhatók. Az USA-ban az Európai Déli Obszervatórium (ESO) és más nemzetközi partnerek által működtetett chilei Atacama-sivatagban, Európában a Sierra Nevadában (Granada) található Millimetrikus Rádiócsillagászati Intézet (IRAM) kiemelkedik.
Az EHT több egymást követő éjszakán keresztül figyelte a Sagittarius A*-t, és órákon át gyűjtött adatokat, hasonlóan ahhoz, mint egy állóképes fényképezőgép hosszú expozíciójához. Az EHT-t alkotó rádióteleszkópok közül az IRAM antennája A megfigyelésekben a 30 méteres hosszúság döntő szerepet játszott, amely lehetővé teszi az első képek megszerzését.
A nagyon hosszú referencia interferometriának (VLBI, amely lencsék helyett matematikai műveleteket használ) nevezett technikán keresztül az összes rádióteleszkóp jeleit egyesítették, és adataikat algoritmusok és szuperszámítógépek dolgozták fel, hogy a lehető legjobb képet rekonstruálják.
Thalia Traianou, az Andalúziai Asztrofizikai Intézet (IAA-CSIC) kutatója hozzáteszi: "A technológia lehetővé teszi számunkra, hogy új képeket készítsünk fekete lyukakról, sőt filmeket is."
Két hasonló fekete lyuk
Az M87 galaxisban lévő fekete lyukról 2019-ben készült kép kapcsán a tudósok egyetértenek abban, hogy a két fekete lyuk nagyon hasonlónak tűnik, annak ellenére, hogy a mi galaxisunkban lévő fekete lyuk több mint 1000-szer kisebb és kisebb tömegű, mint az 87 millió fényévre lévő M55*. Az óriáscsillag tömege 6.500 milliárd nap, átmérője pedig 9.000 milliárd kilométer, ami azt jelenti, hogy a Naprendszer a Neptunuszig fog belépni.
"Két teljesen különböző típusú galaxisunk és két nagyon eltérő tömegű fekete lyukunk van, de a fekete lyukak szélei közelében meglepően hasonlónak tűnnek" - mondta Sera Markoff, az EHT Tudományos Bizottságának társelnöke és az elméleti asztrofizika professzora. az Amszterdami Egyetemen. Ez azt mondja nekünk, hogy az általános relativitáselmélet szabályozza ezeket az objektumokat közelről, és hogy a távolabbi különbségek a fekete lyukat körülvevő anyag különbségeiből fakadnak. »
Roberto Emparan elméleti fizikus, a Barcelonai Egyetem Kozmológiai Intézetének ICREA professzora így magyarázza ezt az SMC Spainnek: "Jelenleg azt mondhatjuk, hogy a hasonlóság az M87* 2019-es képe és a az aktuális kép egy SgrA-tól származik *, amely azt mutatja, hogy a fekete lyuk méretétől függetlenül, a fekete lyukhoz legközelebbi környezet nagyon hasonló. A jövőbeli megfigyelések többet árulnak el a fekete lyukat körülvevő anyag tulajdonságairól, és talán meg tudjuk mondani, hogy az objektum valóban az, amit Einstein elmélete megjósolt, vagy egy egzotikusabb „imposztor” vagy „másolat”.
Gonzalo J. Olmo, a Valenciai Egyetem és a CSIC Hibrid Központ Elméleti Fizikai Tanszékének és IFIC-ének professzora és Diego Rubiera-García, a Madridi Complutense Egyetem Elméleti Fizikai Tanszékének tehetségkutatója egybeesik. "Bár ez az objektum ezerszer nagyobb, mint a ma megfigyelt objektumok a Tejútrendszerben, a mi "kis" fekete lyukkal való hasonlósága mutatja az ezeket az objektumokat leíró fizika általánosságát" - hangsúlyozzák az SMC Spain.
A mai eredmények azonban sokkal nehezebbek, mint az M87*, bár Sagittarius A* közelebb van. A csapatnak kifinomult új eszközöket kellett kidolgoznia a gáz Sgr A* körüli mozgásának magyarázatára. Míg az M87* egy egyszerűbb és stabilabb objektív, szinte minden kép ugyanúgy néz ki, az Sgr A* nem az.
"A fekete lyuk közelében lévő gáz ugyanolyan sebességgel, majdnem olyan gyorsan mozog, mint a fény, a Sagittarius A* és az M87* közelében" - magyarázta Chi-kwan Chan, az EHT tudósa, a Steward Obszervatórium és a Csillagászati és Adatok Tanszék munkatársa. Az Arizonai Egyetemen, míg a gáz napokig vagy hetekig tart, hogy megkerülje a nagyobb M87*-et, a sokkal kisebb Sagittarius A* percek alatt megteszi a pályát."
"Ez azt jelenti, hogy a Sagittarius A* körüli gáz fényereje és mintázata gyorsan változik, ahogy az EHT együttműködik a megfigyelésben: Kicsit olyan ez, mint amikor egy kiskutyáról próbálunk tiszta képet kapni, aki gyorsan kergeti a farkátő folytatta.
Az Sgr A* fekete lyuk képe a csapat által kinyert különböző képek átlaga, és végül először mutatta meg a Tejútrendszer közepén lévő óriáscsillagot.
Remélem, hogy ezen információk birtokában többet megtudhat a galaxisunkban lévő fekete lyukról készült képekről.