Obraz czarnej dziury w naszej galaktyce

obraz czarnej dziury w naszej galaktyce

Trzy lata temu społeczność naukowa Teleskopu Event Horizon (EHT) zaskoczyła świat pierwszym zdjęciem czarnej dziury uchwyconym w sąsiedniej galaktyce M87. Teraz ten sam zespół po raz pierwszy pokazał bezpośrednie dowody wizualne: z pierwszym obrazem czarnej dziury w naszej galaktyce, wykorzystując obserwacje z globalnej sieci radioteleskopów.

W tym artykule opowiemy, w jaki sposób uzyskano obraz czarnej dziury w naszej galaktyce i jakie ma to reperkusje.

Zrób zdjęcie czarnej dziury w naszej galaktyce

strzelec a

To Sagittarius A*, wysoce zmienne źródło promieniowania, które nieustannie się zmienia. Naukowcy od lat używają algorytmów do rekonstrukcji jego ewolucji w czasie, jakby był to „film”, ale teraz odnieśli sukces i renderują swoje nieruchome obrazy.

Oprócz zestawu artykułów opublikowanych w specjalnym wydaniu The Astrophysical Journal Letters, zespół współpracy Event Horizon Telescope (EHT) ujawnił dzisiaj kamień milowy podczas serii równoległych międzynarodowych konferencji prasowych na całym świecie.

„To pierwszy obraz Strzelca A*, supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, który jest 4 miliony razy masywniejszy niż Słońce. Dostarczamy pierwszych bezpośrednich dowodów wizualnych na ich istnienie” – powiedziała Sara Issaoun, astrofizyk Harvard A Center Research Fellow, przemawiając w siedzibie Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Monachium, Niemcy.

Wyniki dostarczyły przytłaczających dowodów na to, że obiekt był czarną dziurą i dostarczyły cennych wskazówek na temat działania tych gigantycznych gwiazd, które, jak się uważa, leżą w centrum większości galaktyk.

Według ponad 300 naukowców z 80 ośrodków zaangażowanych w odkrycie, gigantyczna dziura „waży” około 4 milionów mas Słońca, w regionie nie większym niż nasz Układ Słoneczny, 27.000 XNUMX lat świetlnych od naszej planety. Z naszej perspektywy jest wielkości pączka na księżycu na niebie.

pierwszy dowód wizualny

zdjęcie obrazu czarnej dziury naszej galaktyki

Obraz jest długo oczekiwanym spojrzeniem na masywny obiekt w centrum naszej galaktyki. Naukowcy widzieli gwiazdy krążące wokół bardzo dużych, zwartych, niewidocznych obiektów w centrum Drogi Mlecznej. To silnie sugeruje, że ciało niebieskie Sadge A* jest czarną dziurą.

Chociaż nie możemy zobaczyć samej czarnej dziury, ponieważ jest ona całkowicie ciemna, otaczający ją świecący gaz ujawnia charakterystyczną cechę: ciemny obszar centralny (zwany cieniem) otoczony jasną strukturą pierścieniową. Nowy widok uchwycił światło zakrzywione przez potężną grawitację czarnej dziury.

„Byliśmy zaskoczeni, że rozmiar pierścienia tak dobrze pasuje do przewidywań ogólnej teorii względności Einsteina” – powiedział Geoffrey Bower, główny naukowiec projektu EHT w Instytucie Astronomii i Astrofizyki Academia Sinica w Tajpej. „Te bezprecedensowe obserwacje znacznie poprawiają nasze zrozumienie tego, co dzieje się w centrum naszej galaktyki i dostarczają nowych informacji na temat interakcji gigantycznych czarnych dziur z ich środowiskiem".

Obserwacja tak odległego obiektu wymagałaby teleskopu wielkości Ziemi, aczkolwiek wirtualnie lub równoważnie, i właśnie to może osiągnąć EHT. Składa się z ośmiu radioteleskopów zlokalizowanych w Chile, Stanach Zjednoczonych, Meksyku, Hiszpanii i na biegunie południowym. W USA, prowadzonym przez Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) i innych partnerów międzynarodowych na pustyni Atacama w Chile, w Europie wyróżnia się Instytut Radioastronomii Milimetrycznej (IRAM) w Sierra Nevada (Granada).

EHT obserwował Sagittarius A* przez kilka kolejnych nocy, zbierając dane godzinami, podobnie jak przy długich ekspozycjach w aparacie fotograficznym. Wśród radioteleskopów tworzących EHT antena IRAM z 30-metrowa długość odegrała kluczową rolę w obserwacjach, pozwalając na uzyskanie pierwszych obrazów.

Dzięki technice zwanej bardzo długą interferometrią referencyjną (VLBI, która wykorzystuje operacje matematyczne zamiast soczewek), sygnały ze wszystkich radioteleskopów zostały połączone, a ich dane przetworzone przez algorytmy i superkomputery w celu zrekonstruowania najlepszego możliwego obrazu.

Thalia Traianou, badaczka z Andaluzyjskiego Instytutu Astrofizyki (IAA-CSIC), dodaje: „Technologia pozwoli nam uzyskać nowe obrazy czarnych dziur, a nawet filmy”.

Dwie podobne czarne dziury

droga Mleczna

Jeśli chodzi o zdjęcie czarnej dziury w galaktyce M87 wykonane w 2019 roku, naukowcy zgadzają się, że dwie czarne dziury wyglądają bardzo podobnie, mimo że czarna dziura w naszej galaktyce jest ponad 1000 razy mniejsza i mniej masywna niż M87*, która znajduje się 55 milionów lat świetlnych stąd. Olbrzym ma masę 6.500 miliarda słońc i średnicę 9.000 miliardów kilometrów, co oznacza, że ​​wejdzie w nią Układ Słoneczny aż do Neptuna.

„Mamy dwa zupełnie różne typy galaktyk i dwie bardzo różne masy czarnych dziur, ale w pobliżu krawędzi tych czarnych dziur wyglądają one zaskakująco podobnie” – powiedziała Sera Markoff, współprzewodnicząca Komitetu Naukowego EHT i profesor astrofizyki teoretycznej na Uniwersytecie w Amsterdamie. To mówi nam, że ogólna teoria względności rządzi tymi obiektami z bliska i że wszelkie różnice, które widzimy z dalszej odległości, wynikają z różnic w materii otaczającej czarną dziurę. »

Tak Roberto Emparan, fizyk teoretyczny i profesor ICREA w Instytucie Kosmologii Uniwersytetu w Barcelonie, tłumaczy to SMC Hiszpania: „W tej chwili możemy powiedzieć, że podobieństwo między obrazem M87* z 2019 roku a obecny obraz pochodzi z SgrA *, który pokazuje, że niezależnie od wielkości czarnej dziury, środowisko najbliższe czarnej dziury jest bardzo podobne. Przyszłe obserwacje powiedzą nam więcej o właściwościach materii otaczającej czarną dziurę i być może będziemy w stanie stwierdzić, czy obiekt jest rzeczywiście tym, co przewidziała teoria Einsteina, czy może bardziej egzotycznym „oszustem” lub „naśladowcą”.

Gonzalo J. Olmo, profesor Wydziału Fizyki Teoretycznej i IFIC Centrum Hybrydowego Uniwersytetu w Walencji i CSIC, oraz Diego Rubiera-García, badacz talentów z Wydziału Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Complutense w Madrycie są zbieżni. „Chociaż ten obiekt jest tysiąc razy większy niż obiekty obserwowane dzisiaj w Drodze Mlecznej, jego podobieństwo do naszej „małej” czarnej dziury pokazuje ogólność fizyki opisującej te obiekty”, podkreślają SMC Spain.

Jednak dzisiejsze wyniki są znacznie trudniejsze niż M87*, chociaż Sagittarius A* jest bliżej. Zespół musiał opracować wyrafinowane nowe narzędzia, aby wyjaśnić ruch gazu wokół Sgr A*. Podczas gdy M87* jest prostszym i bardziej stabilnym obiektywem, prawie wszystkie obrazy wyglądają tak samo, Sgr A* nie jest.

„Gaz w pobliżu czarnej dziury porusza się z taką samą prędkością, prawie tak samo szybko jak światło, w pobliżu Sagittarius A* i M87*” – wyjaśnił naukowiec EHT, Chi-kwan Chan z Steward Observatory and Department of Astronomy and Data na Uniwersytecie im. Arizona, podczas gdy gazowi zajmuje kilka dni lub tygodni, aby okrążyć większą M87*, znacznie mniejszy Sagittarius A* kończy okrążenie w kilka minut”.

„Oznacza to, że jasność i wzór gazu wokół Sagittarius A* szybko się zmienia, ponieważ EHT współpracuje, aby go obserwować: to trochę jak próba uzyskania wyraźnego obrazu szczeniaka szybko goniącego za ogonemon kontynuował.

Obraz czarnej dziury Sgr A* jest średnią z różnych obrazów, które zespół wydobył, wreszcie ujawniając po raz pierwszy gigantyczną gwiazdę w centrum Drogi Mlecznej.

Mam nadzieję, że dzięki tym informacjom możesz dowiedzieć się więcej o zdjęciach uchwyconych czarnej dziury w naszej galaktyce.


Treść artykułu jest zgodna z naszymi zasadami etyka redakcyjna. Aby zgłosić błąd, kliknij tutaj.

Bądź pierwszym który skomentuje

Zostaw swój komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

*

*

  1. Odpowiedzialny za dane: Miguel Ángel Gatón
  2. Cel danych: kontrola spamu, zarządzanie komentarzami.
  3. Legitymacja: Twoja zgoda
  4. Przekazywanie danych: Dane nie będą przekazywane stronom trzecim, z wyjątkiem obowiązku prawnego.
  5. Przechowywanie danych: baza danych hostowana przez Occentus Networks (UE)
  6. Prawa: w dowolnym momencie możesz ograniczyć, odzyskać i usunąć swoje dane.