În urmă cu trei ani, comunitatea științifică a Telescopului Event Horizon (EHT) a surprins lumea cu prima fotografie a unei găuri negre capturate în galaxia vecină M87. Acum, aceeași echipă a arătat pentru prima dată dovezi vizuale directe ale cu prima imagine a găurii negre din galaxia noastră, folosind observații dintr-o rețea globală de radiotelescoape.
În acest articol vă vom spune cum a fost obținută o imagine a găurii negre din galaxia noastră și ce repercusiuni are aceasta.
Surprindeți o imagine a găurii negre din galaxia noastră
Acesta este Săgetătorul A*, o sursă de radiații foarte variabilă, care se schimbă constant. Oamenii de știință folosesc algoritmi de ani de zile pentru a-i reconstrui evoluția în timp ca și cum ar fi un „film”, dar au reușit acum și și-au redat imaginile statice.
Pe lângă un set de lucrări publicate într-o ediție specială a The Astrophysical Journal Letters, Echipa de colaborare Event Horizon Telescope (EHT) a dezvăluit astăzi piatra de hotar la o serie de conferințe de presă internaționale simultane în întreaga lume.
„Aceasta este prima imagine a Săgetător A*, gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee, care este de 4 milioane de ori mai masiv decât Soarele. Oferim prima dovadă vizuală directă a existenței lor”, a spus Sara Issaoun, astrofiziciană Harvard A Center Research Fellow, vorbind la sediul Observatorului European de Sud (ESO) din München, Germania.
Rezultatele au oferit dovezi copleșitoare că obiectul a fost o gaură neagră și au oferit indicii valoroase despre funcționarea acestor stele gigantice, despre care se crede că se află în centrul majorității galaxiilor.
Potrivit a peste 300 de oameni de știință din cele 80 de centre implicate în descoperire, gaura gigantică „cântărește” aproximativ 4 milioane de mase solare, într-o regiune nu mai mare decât sistemul nostru solar, 27.000 de ani lumină de planeta noastră. Din perspectiva noastră, este de mărimea unei gogoși pe luna de pe cer.
prima dovadă vizuală
Imaginea este o privire mult așteptată asupra obiectului masiv din centrul galaxiei noastre. Oamenii de știință au văzut stele care orbitează în jurul unor obiecte foarte mari, compacte, invizibile în centrul Căii Lactee. Acest lucru sugerează cu tărie că corpul ceresc Sadge A* este o gaură neagră.
Deși nu putem vedea gaura neagră în sine, deoarece este complet întunecată, gazul strălucitor care o înconjoară dezvăluie o trăsătură distinctivă: o regiune centrală întunecată (numită umbră) înconjurată de o structură inelală strălucitoare. Noua vizualizare captează lumina îndoită de gravitația puternică a găurii negre.
„Am fost surprinși că dimensiunea inelului se potrivea atât de bine cu predicțiile teoriei generale a relativității a lui Einstein”, a declarat Geoffrey Bower, om de știință șef al proiectului EHT la Institutul pentru Astronomie și Astrofizică, Academia Sinica, Taipei. „Aceste observații fără precedent ne îmbunătățesc considerabil înțelegerea a ceea ce se întâmplă în centrul galaxiei noastre și oferă noi perspective asupra modului în care găurile negre uriașe interacționează cu mediul lor“.
Observarea unui astfel de obiect îndepărtat ar necesita un telescop de dimensiunea Pământului, chiar dacă virtual sau echivalent, și asta este ceea ce poate realiza EHT. Este format din opt radiotelescoape situate în Chile, Statele Unite ale Americii, Mexic, Spania și Polul Sud. În SUA, operat de Observatorul European de Sud (ESO) și de alți parteneri internaționali în deșertul Atacama din Chile, în Europa se remarcă Institutul de Radioastronomie Milimetrică (IRAM) din Sierra Nevada (Granada).
EHT l-a observat pe Săgetător A* timp de câteva nopți consecutive, colectând date ore întregi, similar cu utilizarea expunerilor lungi pe o cameră foto. Printre radiotelescoapele care alcătuiesc EHT, antena IRAM a 30 de metri lungime a jucat un rol crucial în observații, permițând obținerea primelor imagini.
Printr-o tehnică numită interferometrie de referință foarte lungă (VLBI, care utilizează operații matematice în loc de lentile), semnalele de la toate radiotelescoapele au fost combinate și datele lor procesate de algoritmi și supercalculatoare pentru a reconstrui cea mai bună imagine posibilă.
Thalia Traianou, cercetător la Institutul Andaluz de Astrofizică (IAA-CSIC), adaugă: „Tehnologia ne va permite să obținem noi imagini ale găurilor negre și chiar filme”.
Două găuri negre asemănătoare
În ceea ce privește imaginea găurii negre din galaxia M87 făcută în 2019, oamenii de știință sunt de acord că cele două găuri negre arată foarte asemănătoare, chiar dacă gaura neagră din galaxia noastră este de peste 1000 de ori mai mic și mai puțin masiv decât M87*, care se află la 55 de milioane de ani lumină distanță. Steaua gigantică are o masă de 6.500 miliarde de sori și un diametru de 9.000 miliarde de kilometri, ceea ce înseamnă că sistemul solar până la Neptun va intra în ea.
„Avem două tipuri complet diferite de galaxii și două mase foarte diferite de găuri negre, dar lângă marginile acestor găuri negre, ele arată surprinzător de similare”, a spus Sera Markoff, co-președinte al Comitetului de știință EHT și profesor de astrofizică teoretică. la Universitatea din Amsterdam. Acest lucru ne spune că relativitatea generală guvernează aceste obiecte de aproape și că orice diferențe pe care le vedem mai departe se datorează diferențelor de materie din jurul găurii negre. »
Așa îi explică Roberto Emparan, fizician teoretician și profesor ICREA la Institutul de Cosmologie al Universității din Barcelona, SMC Spania: „În acest moment, putem spune că asemănarea dintre imaginea lui M87* din 2019 și imaginea curentă provine dintr-un SgrA * care arată că, indiferent de dimensiunea găurii negre, mediul cel mai apropiat de gaura neagră este foarte asemănător. Observațiile viitoare ne vor spune mai multe despre proprietățile materiei din jurul găurii negre și s-ar putea să putem spune dacă obiectul este într-adevăr ceea ce a prezis teoria lui Einstein sau un „impostor” sau „imitator” mai exotic.”
Coincid Gonzalo J. Olmo, profesor al Departamentului de Fizică Teoretică și IFIC al Centrului Hibrid al Universității din Valencia și al CSIC, și Diego Rubiera-García, cercetător de talent al Departamentului de Fizică Teoretică al Universității Complutense din Madrid. „Deși acest obiect este de o mie de ori mai mare decât obiectele observate astăzi în Calea Lactee, asemănarea sa cu „micuța” noastră gaură neagră arată generalitatea fizicii care descrie aceste obiecte”, subliniază ei pentru SMC Spania.
Cu toate acestea, rezultatele de astăzi sunt mult mai dificile decât M87*, deși Săgetătorul A* este mai aproape. Echipa a trebuit să dezvolte noi instrumente sofisticate pentru a explica mișcarea gazului în jurul Sgr A*. În timp ce M87* este un obiectiv mai simplu și mai stabil, aproape toate imaginile arată la fel, Sgr A* nu este.
„Gazul din apropierea găurii negre se mișcă cu aceeași viteză, aproape la fel de repede ca lumina, lângă Săgetător A* și M87*”, a explicat cercetătorul EHT Chi-kwan Chan de la Observatorul Steward și Departamentul de Astronomie și Date de la Universitatea din Arizona, în timp ce gazul durează câteva zile până la săptămâni pentru a orbita M87* mai mare, mult mai mic Sagetator A* completează o orbită în câteva minute.”
„Aceasta înseamnă că luminozitatea și modelul gazului din jurul Săgetător A* se schimbă rapid pe măsură ce EHT cooperează pentru a-l observa: este un pic ca și cum ai încerca să faci o imagine clară a unui cățel care își urmărește rapid coadaEl a continuat.
Imaginea găurii negre Sgr A* este o medie a diferitelor imagini extrase de echipa, dezvăluind în cele din urmă steaua gigantică din centrul Căii Lactee pentru prima dată.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre imaginile surprinse ale găurii negre din galaxia noastră.