Piątek 13.05.2022

Astronomowie pokazali pierwsze zdjęcie potwora z Drogi Mlecznej

Naukowcy zaprezentowali pierwszy obraz supermasywnej czarnej dziury w sercu Drogi Mlecznej. Obiekt znany jako Strzelec A*, jest oszałamiający - cztery miliony razy większy od masy naszego Słońca.



Naukowcy uzyskali pierwsze zdjęcie czarnej dziury. Źródło: Event Horizon TelescopeNaukowcy uzyskali pierwsze zdjęcie czarnej dziury. Źródło: Event Horizon Telescope

Samej czarnej dziury, znanej jako Strzelec A* (Sagittarius A*), nie można zobaczyć, ponieważ żadne światło ani materia nie mogą uciec od jej grawitacyjnego uścisku. Ale jego cień wyznacza świecący, rozmyty pierścień światła i materii, który wiruje nad przepaścią z prędkością bliską prędkości światła. Dla porównania, pierścień ma mniej więcej rozmiar orbity Merkurego.  Na szczęście ten potwór znajduje się bardzo, bardzo daleko - w odległści około 26 000 lat świetlnych - więc nie ma możliwości, abyśmy kiedykolwiek znaleźli się w jego zasięgu.
Zdjęcie zostało zrobione przez teleskop Event Horizon (EHT), który tworzy sieć ośmiu radioteleskopów obejmujących lokalizacje od Antarktydy po Hiszpanię i Chile.

To drugi taki obraz po opublikowaniu w 2019 roku zdjęcia gigantycznej czarnej dziury w sercu innej galaktyki zwanej Messier 87 lub M87. Obiekt ten był ponad tysiąc razy większy i miał masę 6,5 miliarda mas naszego Słońca.

„Ale ten nowy obraz jest wyjątkowy, ponieważ jest to nasza supermasywna czarna dziura” – powiedział prof. Heino Falcke, jeden z europejskich pionierów projektu EHT.

„To jest nasze podwórko”” – powiedział BBC niemiecko-holenderski naukowiec z Radboud University Nijmegen.

Prof Sera Markoff, astrofizyk z Uniwersytetu w Amsterdamie i współprzewodnicząca Rady Naukowej EHT, powiedziała: „Czarna dziura Drogi Mlecznej była naszym głównym celem, to nasza najbliższa supermasywna czarna dziura”.

W odległości 26 000 lat świetlnych od Ziemi, Sagittarius A*, lub w skrócie Sgr A*, jest maleńkim punkcikiem na niebie. Rozpoznanie takiego celu wymaga niesamowitej rozdzielczości. Sztuczka EHT to technika zwana interferometrią z bardzo długimi liniami bazowymi (VLBI). Zasadniczo łączy to sieć ośmiu szeroko rozstawionych anten radiowych, które tworzą tak jakby teleskop wielkości naszej planety.
Obraz dostarcza przekonującego dowodu, że w centrum Drogi Mlecznej znajduje się czarna dziura, która była roboczym założeniem głównego nurtu astronomii.

Dla niewprawnego oka najnowszy obraz może wydawać się z grubsza podobny do czarnej dziury M87*, ale według zespołu EHT oba obiekty są skrajnie różne.

Sagittarius A* zużywa jedynie strużkę materiału, w przeciwieństwie do typowego przedstawiania czarnych dziur jako brutalnych, wygłodniałych potworów kosmosu. „Gdyby SgrA* była osobą, zjadałaby tylko jedno ziarno ryżu co milion lat” – powiedział Michael Johnson z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. Z kolei M87* jest jedną z największych czarnych dziur we Wszechświecie i zawiera ogromne, potężne dżety, które wyrzucają światło i materię z jej biegunów w przestrzeń międzygalaktyczną.

„Sgr A* daje nam wgląd w znacznie bardziej standardowy stan czarnych dziur: cichy i spokojny” — powiedział Johnson. „[To] jest ekscytujące, ponieważ jest powszechne”.

Najnowsze obserwacje wydają się również wskazywać, że kąt obrotu naszej czarnej dziury nie jest dokładnie wyrównany z płaszczyzną galaktyczną, ale jest przesunięty o około 30 stopni i wskazuje na spektakularną aktywność magnetyczną podobną do tej obserwowanej w atmosferze słonecznej. Poza nauką astronomowie uznali emocjonalny związek z wreszcie zobaczeniem zagadkowego obiektu, wokół którego obraca się nasza macierzysta galaktyka.

Obserwacje SgrA* okazały się być trudniejsze niż oczekiwano, mimo że są lokalne w kategoriach astronomicznych w odległości 26 000 lat świetlnych od nas. Zespół spędził pięć lat analizując dane zebrane podczas przypadkowo czystego nieba na kilku kontynentach w kwietniu 2017 r.

Sagittarius A* jest stosunkowo mały, co oznacza, że ​​pył i gaz na jego orbicie dysku akrecyjnego w ciągu kilku minut, a nie tygodni, tworzą ruchomy cel z jednej obserwacji do następnej. Markoff porównał obserwacje z próbą sfotografowania szczeniaka goniącego ogon za pomocą aparatu z długim czasem otwarcia migawki. Naukowcy musieli także zajrzeć przez płaszczyznę galaktyczną i odfiltrować ze swoich zdjęć gwiazdy i obłoki pyłu. Pewna kombinacja tych czynników – i być może jakieś ekstremalne zjawisko czarnej dziury – wyjaśnia jasne plamy na obrazie.

„Nie przewidzieliśmy, jak wymijające i nieuchwytne to będzie” – powiedział Younsi. „Zrobienie zdjęcia było naprawdę trudne".

EHT odbiera promieniowanie emitowane przez cząstki w dysku akrecyjnym, które są podgrzewane do miliardów stopni, gdy okrążają czarną dziurę przed zanurzeniem się w centralnym wirze. Poplamione halo na zdjęciu pokazuje światło zakrzywione przez potężną grawitację czarnej dziury, która jest 4 metry masywniejsza niż Słońce.

statecznie naukowcy mają nadzieję, że obserwacja szeregu czarnych dziur – dość uśpionych, takich jak nasza własna i burzliwych olbrzymów, takich jak M87* – może pomóc zdobyć wiedzę o ewolucji galaktyk.

„To otwarte pytanie w formacji i ewolucji galaktyki. Nie wiemy, co było pierwsze, galaktyka czy czarna dziura” – powiedział prof. Carol.
Ekologia.pl (JSz)

Bibliografia

  1. “Astronomers reveal first image of the black hole at the heart of our galaxy ”; eventhorizontelescope.org; 2022-05-13
Ocena (5.0) Oceń: