Începând cu anii 70, astronomii au teoretizat că în centrul galaxiei noastre, la aproximativ 26.000 de ani-lumină de pe Pământ, există o gaură neagră supermasivă (SMBH) cunoscută sub numele de Săgetătorul A *. Măsurând un diametru estimat de 44 milioane km (27,3 milioane mi) și cântărind aproximativ 4 milioane mase solare, se consideră că această gaură neagră a avut o influență profundă asupra formării și evoluției galaxiei noastre.
Și totuși, oamenii de știință nu au putut niciodată să-l vadă direct și existența sa a fost dedusă doar din efectul pe care îl are asupra stelelor și materialului din jurul său. Cu toate acestea, noi observații realizate prin colaborarea GRAVITY ** au reușit să dea cele mai detaliate observații până în prezent asupra problemei care înconjoară Săgetătorul A *, care este cea mai puternică dovadă că există o gaură neagră în centrul Căii Lactee.
Studiul care descrie descoperirile lor - „Detecția mișcărilor orbitale în apropierea ultimei orbite circulare stabile a masivei gauri negre SgrA *”, care a apărut recent în jurnal Astronomie și Astrofizică - a fost condus de Reinhard Genzel al Institutului Max Planck pentru Fizică Extraterestră (MPE) și a inclus diferiți oameni de știință care alcătuiesc colaborarea GRAVITY.
Colaborarea GRAVITY (care este formată din oameni de știință din mai multe institute de cercetare și universități europene) este numită astfel datorită asocierii lor cu instrumentul GRAVITY, care face parte din interferometrul foarte mare al telescopului (VLTI) al ESO. Acest instrument combină lumina de la cele patru unități de telescoape ale VLT pentru a crea un telescop virtual care măsoară 130 m diametru.
În ultimii doi ani, această echipă folosește acest instrument pentru a observa centrul Galactic și Sgr A * pentru a observa efectele pe care le are asupra mediului înconjurător. Scopul acestor observații a fost testarea predicțiilor făcute de Teoria relativității generale a lui Einstein și de a afla mai multe despre SMBH-uri prin studierea celui mai apropiat candidat disponibil.
Un alt scop a fost căutarea mișcărilor orbitale ale rachetelor de radiații infraroșii (de asemenea, „punctele fierbinți”) în discul cu acreție Sag A * (centura de gaz care orbitează gaura neagră). Flacarile se produc atunci când acest gaz, care este accelerat la viteze relativiste, este tras cât mai aproape posibil de orizontul de eveniment al găurii negre - ceea ce este cunoscut sub numele de orbita circulară cea mai interioară stabilă (ISCO) - fără a fi consumat.
Folosind instrumentul GRAVITY de pe VLTI, echipa a observat flăcări provenind de la centura care a fost accelerată până la 30% viteza luminii pe o orbită circulară în jurul Sag A *. Nu numai că a fost observată prima dată când materialul a fost observat orbitând aproape de punctul de neîntoarcere al unei găuri negre, ci au fost observațiile cele mai detaliate despre materialul care a orbitat aproape de o gaură neagră.
După cum a spus Oliver Pfuhl, un om de știință al Institutului Max Planck pentru fizică extraterestră și coautor pe hârtie, într-un comunicat de presă al ESO:
“Este neplăcut să mărturisească materialul care orbitează pe o gaură neagră masivă la 30% din viteza luminii. Sensibilitatea extraordinară a GRAVITY ne-a permis să observăm procesele de acumulare în timp real, în detalii fără precedent.“
Observațiile pe care le-au efectuat au confirmat și teoria că Sag A * este într-adevăr o gaură neagră supermasivă - altfel cunoscută sub numele de „paradigma masivă a găurii negre”. După cum a explicat Genzel, această realizare este un lucru pe care oamenii de știință îl așteaptă de zeci de ani. „Acesta a fost întotdeauna unul dintre proiectele noastre de vis, dar nu am îndrăznit să sperăm că va deveni posibil atât de curând”, a spus el.
Interesant este că nu este prima dată când colaborarea GRAVITY a folosit VLTI pentru a observa centrul galaxiei noastre. La începutul acestui an, echipa a folosit GRAVITY și Spectrograful pentru observațiile de teren INtegral din instrumentul infraroșu apropiat (SINFONI) pentru a măsura mișcările unei stele, deoarece a efectuat un fly-by strâns cu Sag A *.
Pe măsură ce steaua (S2) trecea aproape de câmpul gravitațional extrem al Săgetătorului A *, echipa a măsurat poziția și viteza stelei și le-a comparat cu măsurătorile anterioare. După ce le-au comparat cu diverse teorii ale gravitației, au putut să confirme că comportamentul stelei a fost în concordanță cu predicțiile făcute de Teoria relativității generale a lui Einstein.
Aceasta a fost o realizare majoră, deoarece a fost prima dată când Relativitatea Generală a fost confirmată într-un mediu atât de extrem. După cum a explicat Pfuhl:
“Monitorizam îndeaproape S2 și, desigur, suntem mereu atenți la Săgetătorul A *. În timpul observațiilor noastre, am avut norocul să observăm trei flăcări strălucitoare din jurul găurii negre - a fost o coincidență norocoasă!“
În cele din urmă, aceste observații inovatoare au fost posibile datorită unei combinații de colaborare internațională și instrumente de ultimă generație. În viitor, instrumente mai avansate - și metode îmbunătățite de partajare a datelor - sunt sigur că vor debloca și mai multe mistere ale Universului și îi vor ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă cum a ajuns.
Și nu uitați să consultați acest ESOcast care vorbește despre această descoperire recentă, cu amabilitatea ESO:
** Colaborarea GRAVITY este formată din membri Institutului Max Planck pentru Fizică Extraterestră, Observatorul LESIA Paris, Centrul Național de Cercetări Științifice (CNRS), Institutul Max Planck pentru Astronomie, Centrul de Astrofisică și Gravitație (CENTRA) , Observatorul European Sud (ESO) și mai multe universități europene.
