Szupermasszív fekete lyuk: Az első kép a Sagittarius A*-ról a Tejútrendszer közepén

A fekete lyuk körülbelül 27 000 fényévre van a Földtől. Naprendszerünk a Tejútrendszer egyik spirálágában található, ezért vagyunk olyan messze a galaktikus központtól. Ha ezt látnánk az éjszakai égbolton, akkor a fekete lyuk akkora lenne, mint egy fánk, amely a Holdon ül.

„Meglepődtünk, hogy a gyűrű mérete mennyire megfelelt az Einstein általános relativitáselméletéből fakadó elvárásoknak” – nyilatkozta Jeffrey Bauer, az EHT projekt kutatója, a tajpeji Academia Sinica Csillagászati ​​és Asztrofizikai Intézetének munkatársa.

„Ezek a példátlan megfigyelések nagymértékben javították annak megértését, hogy mi történik galaxisunkban (középpontunkban), és új betekintést nyújtanak abba, hogy ezek az óriási fekete lyukak hogyan lépnek kapcsolatba környezetükkel.”

Fekete lyuk keresése

A csillagászoknak öt évbe telt, hogy rögzítsék és megerősítsék ezt a képet és felfedezést. Korábban a tudósok megfigyelték, hogy csillagok keringenek néhány láthatatlan hatalmas objektum körül a galaxis közepén.

Ramesh Narayan, az Asztrofizikai Központ elméleti asztrofizikusa: „Most látjuk, hogy a fekete lyuk elnyeli a közeli gázt és fényt, és egy feneketlen kráterbe húzza őket” | A Harvard és a Smithsonian közleményében. „Ez a kép megerősíti a több évtizedes elméleti munkát annak megértésére, hogy a fekete lyukak hogyan emésztik meg őket.”

Ezt a felfedezést 80 intézmény több mint 300 kutatója tette lehetővé, akik az Event Horizon Telescope-ot alkotó nyolc különböző rádióteleszkóp hálózatával dolgoztak szerte a világon.

A teleszkóp az eseményhorizontról kapta a nevét, amely ponton a fény nem tud kijutni a fekete lyukból. Ez a globális távcsőhálózat lényegében egyetlen „föld méretű” virtuális teleszkópot alkot, ha mind a nyolc összekapcsolódik, és a megfigyelések egymás mellett vannak.

Bár a két kép hasonlít, az A* ív több mint 1000-szer kisebb, mint az M87*.

„Két teljesen különböző típusú galaxisunk és két nagyon eltérő tömegű fekete lyukunk van, de ezeknek a fekete lyukaknak a széléhez közel elképesztően hasonlóak” – mondta Sera Markov, az EHT Tudományos Tanácsának társelnöke és az elméleti asztrofizika professzora. az intézet. Az Amszterdami Egyetem közleményében.

„Ez azt mondja nekünk, hogy (Einstein általános relativitáselmélete) szorosan szabályozza ezeket a dolgokat, és a távolabbi különbségek a fekete lyukakat körülvevő anyag különbségeiből származhatnak.”

Képtelenség lefényképezni

Bár a Tejútrendszer fekete lyuka közelebb van a Földhöz, nehéz volt lefényképezni.

„A fekete lyukak közelében lévő gáz ugyanolyan sebességgel mozog – nagyjából azonos fénysebességgel – mind az Sgr A*, mind az M87* körül” – mondta Chi-kwan Chan, az EHT tudósa, a Steward Obszervatórium és az Egyetem Csillagászati ​​és Adattudományi Intézetének osztálya. Az arizonai állam közleménye szerint.

„De amikor a gáznak napokig vagy hetekig tart, hogy megkerülje a nagyobb M87*-et, a sokkal kisebb Sgr A*-ban néhány perc alatt megteszi a pályát. Ez azt jelenti, hogy az Sgr A* körüli gáz fényereje és mintázata gyorsan változott. ahogy az EHT együttműködése megfigyelte – kicsit olyan, mint amikor egy kiskutyáról próbálunk tiszta képet készíteni, aki gyorsan kergeti a farkát.”

A csillagászok globális hálózatának új műszereket kellett kifejlesztenie, hogy lehetővé tegye a gáz gyors mozgását a Sagittarius A* körül. Az eredményül kapott kép a csapat által készített különféle képek átlaga. A Caltech kutatói szerint a Sagittarius A* képének rögzítése olyan volt, mintha egy sószemet New Yorkban fényképeztek volna le Los Angeles-i fényképezőgéppel.

„Az Event Horizon Telescope képéhez többre van szükség, mint pusztán a magas hegycsúcsokon lévő teleszkópok felvételére. Mind technikailag kihívást jelentő teleszkópos megfigyelések, mind innovatív számítási algoritmusok eredménye” – mondta Katherine Bowman, a Rosenberg kutatója és a számítástechnika adjunktusa. matematikai tudományok, elektrotechnika és csillagászat a California Institute of Technology-n egy sajtótájékoztatón.

Minden teleszkóp a maximális határértékre van tolva, amit diffrakciós határnak, vagy a látható jellemzők maximális számának neveznek.

„És alapvetően ez az a szint, amit itt látunk” – mondta Johnson a sajtótájékoztatón. „Nem egyértelmű, mert a kép tisztábbá tételéhez távolabb kell helyeznünk a teleszkópjainkat, vagy magasabb frekvenciákra kell lépnünk.”

Látnivalóban

Ha két teljesen különböző fekete lyukról képet készítenek, a csillagászok megállapíthatják hasonlóságukat és különbségeiket, és jobban megérthetik, hogyan viselkedik a gáz a szupermasszív fekete lyukak körül, ami hozzájárulhat a galaxisok kialakulásához és fejlődéséhez. Úgy gondolják, hogy a legtöbb galaxis középpontjában a fekete lyukak találhatók, és ezek motorjaként működnek.

Mindeközben az EHT csapata azon dolgozik, hogy bővítse a teleszkóp hálózatát, és olyan fejlesztéseket hajtson végre, amelyek a jövőben még lenyűgözőbb fekete lyukak képeit, sőt filmfelvételeit is eredményezhetik.

A mozgásban lévő fekete lyuk rögzítése megmutathatja, hogyan változik az idő múlásával, és mit csinál a gáz, amikor a fekete lyuk körül kering. Bowman és az EHT tagja, Antonio Fuentes, aki októberben posztdoktori kutatóként csatlakozik a Caltechhez, olyan módszereket fejleszt ki, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy összekapcsolják a fekete lyuk képeket, hogy tükrözzék ezt a mozgást.

Ez a „galaxisunk közepén lévő szelíd óriás első közvetlen képe” csak a kezdet – mondta Ferial Ozil, az EHT Tudományos Tanácsának tagja, a csillagászat és a fizika professzora, valamint az Arizonai Egyetem kutatási dékánhelyettese. Sajtótájékoztató.

„Ez a kép ékes bizonyítéka annak, hogy mit érhetünk el, ha a legokosabb elméinket globális kutatói közösségként összehozzuk, hogy lehetetlennek és lehetségesnek tegyük a látszólagos dolgokat” – mondta Sithuraman Panchanathan, a Nemzeti Tudományos Alapítvány igazgatója közleményében. „A nyelv, a kontinensek és még a galaxis sem állhat útjában annak, amit az emberiség elérhet, ha összefogunk mindenki közös javára.”