Pirms trim gadiem Event Horizon Telescope (EHT) zinātniskā kopiena pārsteidza pasauli ar pirmo kaimiņu galaktikā M87 uzņemtā melnā cauruma fotogrāfiju. Tagad tā pati komanda pirmo reizi ir parādījusi tiešus vizuālus pierādījumus par ar pirmo melnā cauruma attēlu mūsu galaktikā, izmantojot globālā radioteleskopu tīkla novērojumus.
Šajā rakstā mēs jums pastāstīsim, kā ir iegūts melnā cauruma attēls mūsu galaktikā un kādas sekas tam ir.
Uzņemiet mūsu galaktikā esošā melnā cauruma attēlu
Tas ir Strēlnieks A*, ļoti mainīgs starojuma avots, kas pastāvīgi mainās. Zinātnieki gadiem ilgi ir izmantojuši algoritmus, lai rekonstruētu tās attīstību laika gaitā tā, it kā tā būtu "filma", bet tagad viņiem tas ir izdevies un atveidot savus nekustīgos attēlus.
Papildus dokumentu kopumam, kas publicēts īpašā The Astrophysical Journal Letters izdevumā, Event Horizon Telescope (EHT) sadarbības komanda šodien atklāja pagrieziena punktu vairākās vienlaicīgās starptautiskās preses konferencēs visā pasaulē.
"Šis ir pirmais attēls ar Strēlnieku A* — supermasīvo melno caurumu Piena ceļa centrā, kas ir 4 miljonus reižu masīvāka par Sauli. Mēs sniedzam pirmos tiešos vizuālos pierādījumus par to esamību," sacīja Hārvardas astrofiziķe A centra pētniece Sara Issaoun, runājot Eiropas Dienvidu observatorijas (ESO) galvenajā mītnē Minhenē, Vācijā.
Rezultāti sniedza pārliecinošus pierādījumus tam, ka objekts bija melnais caurums, un sniedza vērtīgas norādes par šo milzu zvaigžņu darbību, kuras, domājams, atrodas vairuma galaktiku centrā.
Saskaņā ar vairāk nekā 300 zinātnieku no 80 atklājumā iesaistītajiem centriem, gigantiskais caurums "sver" apmēram 4 miljonus Saules masu reģionā, kas nav lielāks par mūsu Saules sistēmu. 27.000 XNUMX gaismas gadu no mūsu planētas. No mūsu viedokļa tas ir virtuļa izmērs uz Mēness debesīs.
pirmie vizuālie pierādījumi
Attēls ir ilgi gaidīts skats uz masīvo objektu mūsu galaktikas centrā. Zinātnieki ir redzējuši zvaigznes, kas riņķo ap dažiem ļoti lieliem, kompaktiem, neredzamiem objektiem Piena ceļa centrā. Tas pārliecinoši liek domāt, ka debess ķermenis Sadge A* ir melnais caurums.
Lai gan mēs nevaram redzēt pašu melno caurumu, jo tas ir pilnīgi tumšs, mirdzošā gāze, kas to ieskauj, atklāj atšķirīgu iezīmi: tumšu centrālo reģionu (sauktu par ēnu), ko ieskauj spilgta gredzena struktūra. Jaunais skats tver gaismu, ko liek melnā cauruma spēcīga gravitācija.
"Mēs bijām pārsteigti, ka gredzena izmērs tik labi atbilda Einšteina vispārējās relativitātes teorijas prognozēm," sacīja Džefrijs Bovers, EHT projekta galvenais zinātnieks Astronomijas un astrofizikas institūtā, Academia Sinica, Taipeja. "Šie bezprecedenta novērojumi ievērojami uzlabo mūsu izpratni par to, kas notiek mūsu galaktikas centrā un sniedz jaunu ieskatu par to, kā milzīgie melnie caurumi mijiedarbojas ar savu vidi".
Lai novērotu tik tālu objektu, būtu nepieciešams Zemes izmēra teleskops, kaut arī praktiski vai līdzvērtīgi, un tas ir tas, ko EHT var panākt. Tas sastāv no astoņiem radioteleskopiem, kas atrodas Čīlē, ASV, Meksikā, Spānijā un Dienvidpolā. ASV, ko vada Eiropas Dienvidu observatorija (ESO) un citi starptautiskie partneri Atakamas tuksnesī Čīlē, Eiropā izceļas Milimetriskās radioastronomijas institūts (IRAM) Sjerranevadā (Granādā).
EHT novēroja Strēlnieku A* vairākas naktis pēc kārtas, vācot datus stundām ilgi, līdzīgi kā izmantojot nekustīgu kameru ilgu ekspozīciju. Starp radioteleskopiem, kas veido EHT, IRAM antena 30 metru garumam bija izšķiroša loma novērojumos, ļaujot iegūt pirmos attēlus.
Izmantojot paņēmienu, ko sauc par ļoti garu atsauces interferometriju (VLBI, kas izmanto matemātiskas darbības, nevis objektīvus), signāli no visiem radioteleskopiem ir apvienoti, un to dati ir apstrādāti ar algoritmiem un superdatoriem, lai rekonstruētu vislabāko iespējamo attēlu.
Andalūzijas Astrofizikas institūta (IAA-CSIC) pētniece Talija Traianou piebilst: "Šī tehnoloģija ļaus mums iegūt jaunus melno caurumu attēlus un pat filmas."
Divi līdzīgi melnie caurumi
Runājot par melnā cauruma attēlu galaktikā M87, kas uzņemts 2019. gadā, zinātnieki piekrīt, ka abi melnie caurumi izskatās ļoti līdzīgi, lai gan melnais caurums mūsu galaktikā. tas ir vairāk nekā 1000 reižu mazāks un mazāk masīvs nekā M87*, kas atrodas 55 miljonu gaismas gadu attālumā. Milzu zvaigznei ir 6.500 miljardu saules masa un 9.000 miljardu kilometru diametrs, kas nozīmē, ka tajā nonāks Saules sistēma līdz pat Neptūnam.
"Mums ir divi pilnīgi dažādi galaktiku veidi un divas ļoti atšķirīgas melno caurumu masas, taču netālu no šo melno caurumu malām tie izskatās pārsteidzoši līdzīgi," sacīja Sera Markofs, EHT Zinātnes komitejas līdzpriekšsēdētājs un teorētiskās astrofizikas profesors. Amsterdamas Universitātē. Tas mums norāda, ka vispārējā relativitāte pārvalda šos objektus tuvplānā un ka jebkādas atšķirības, ko mēs redzam tālāk, ir saistītas ar atšķirībām matērijā, kas ieskauj melno caurumu. »
Lūk, kā Roberto Emparan, teorētiskais fiziķis un ICREA profesors Barselonas Universitātes Kosmoloģijas institūtā, skaidro SMC Spain: "Šobrīd mēs varam teikt, ka līdzība starp M87* attēlu no 2019. pašreizējais attēls nāk no SgrA *, kas parāda, ka neatkarīgi no melnā cauruma lieluma, melnajam caurumam tuvākā vide ir ļoti līdzīga. Nākotnes novērojumi mums pastāstīs vairāk par melno caurumu ieskaujošās vielas īpašībām, un mēs, iespējams, varēsim pateikt, vai objekts patiešām ir tas, ko paredzēja Einšteina teorija, vai arī eksotiskāks "krāpnieks" vai "kopētājs".
Gonzalo J. Olmo, Valensijas Universitātes un CSIC Hibrīda centra Teorētiskās fizikas katedras profesors un IFIC, un Madrides Komplutensas Universitātes Teorētiskās fizikas katedras talantu pētnieks Diego Rubiera-García sakrīt. "Lai gan šis objekts ir tūkstoš reižu lielāks par objektiem, kas šodien novēroti Piena ceļā, tā līdzība ar mūsu "mazo" melno caurumu liecina par fizikas vispārīgumu, kas apraksta šos objektus," viņi uzsver SMC Spain.
Tomēr šodienas rezultāti ir daudz grūtāki nekā M87*, lai gan Strēlnieks A* ir tuvāk. Komandai bija jāizstrādā sarežģīti jauni rīki, lai izskaidrotu gāzes kustību ap Sgr A*. Lai gan M87* ir vienkāršāks un stabilāks objektīvs, gandrīz visi attēli izskatās vienādi, Sgr A* tā nav.
"Gāze netālu no melnā cauruma pārvietojas ar tādu pašu ātrumu, gandrīz tikpat ātri kā gaisma, netālu no Strēlnieka A* un M87*," skaidroja EHT zinātnieks Čikvans Čans no Stjuarta observatorijas un Astronomijas un datu katedras. Arizonā, lai gan gāze aizņem vairākas dienas līdz nedēļas, lai riņķotu ap lielāko M87*, daudz mazākais Sagittarius A* apriņķo apriņķo minūtēs.
"Tas nozīmē, ka gāzes spilgtums un modelis ap Strēlnieku A* strauji mainās, jo EHT sadarbojas, lai to novērotu: tas ir mazliet kā mēģinājums iegūt skaidru priekšstatu par kucēnu, kurš ātri dzenas pēc astesviņš turpināja.
Sgr A* melnā cauruma attēls ir dažādu attēlu vidējais rādītājs, ko komanda ieguva, beidzot pirmo reizi atklājot milzu zvaigzni Piena ceļa centrā.
Es ceru, ka ar šo informāciju jūs varat uzzināt vairāk par attēliem, kas uzņemti ar melno caurumu mūsu galaktikā.