O gaură neagră, aproape inimaginabil, enormă se află în inima Căii Lactee. Dar, desigur, nimeni nu a văzut vreodată (mai multe despre asta mai târziu): totul se bazează pe alte dovezi decât observația directă.
SMBH de pe Calea Lactee se numește Săgetător A * (Sgr. A *) și este de aproximativ 4 milioane de ori mai masiv decât Soarele. Oamenii de știință știu că este acolo pentru că putem observa efectul pe care îl are asupra materiei care se apropie prea mult de ea. Acum, avem una dintre cele mai bune păreri ale Sgr. A *, datorită unei echipe de oameni de știință care folosesc o tehnică numită interferometrie.
În calitate de Sgr. Gravitatea puternică a unui * atrage gazul și praful spre el, gazul și praful se învârt în jurul găurii. O cantitate enormă de energie este radiată cumva, pe care astronomii o pot vedea. Astronomii nu sunt însă siguri ce anume eliberează această energie. Provine din materialul învolburat? Sau provine din jeturi de materiale care se îndepărtează de gaură?
„Sursa radiației de la Sgr A * a fost dezbătută de zeci de ani.”
Michael Johnson de la Centrul pentru Astrofizică | Harvard și Smithsonian (CfA)
„Sursa radiației de la Sgr A * a fost dezbătută de zeci de ani”, spune Michael Johnson, de la Centrul pentru Astrofizică | Harvard și Smithsonian (CfA). „Unele modele prezic că radiația provine de pe discul de material înghițit de gaura neagră, în timp ce alții o atribuie unui jet de material care se îndepărtează de gaura neagră. Fără o vedere mai clară a găurii negre, nu putem exclude nici o posibilitate. "
Așadar, înțelegerea găurilor negre înseamnă că astronomii trebuie să vadă mai clar în zona găurii. Dar evenimentele de la Sgr. A * sunt întunecați de nori abundenți de electroni între noi și centrul galaxiei. Și acești nori se estompează și ne denaturează vederea asupra găurii negre.
O echipă de astronomi a reușit să se uite prin acești nori de electroni pentru a vedea mai clar ce se întâmplă la Sgr. A*. Echipa este condusă de
Sara Issaoun, doctorandă la Universitatea Radboud, și pentru a vedea în Sgr. Un cartier de * *, ei s-au bazat pe o tehnică numită Interferometrie de bază foarte lungă (VLBI).
Rezultatul? Una dintre cele mai clare imagini ale noastre cu ceea ce se întâmplă în gaura neagră super-masivă a galaxiei noastre
Interferometria este tehnica de a folosi mai multe telescoape împreună pentru a imagina mai eficient un obiect îndepărtat. Cu cât distanțele sunt mai mari, cu atât este mai lungă linia de bază și cu cât este mai mare diafragma. Cu VLBI, utilizat în această cercetare, telescoapele individuale acoperă globul, creând un fel enorm de telescop virtual.
Dar au fost și alte interferometre și nu l-au văzut pe Sgr. A * asta în mod clar. Echipa din spatele acestui studiu a făcut un alt avans în interferometrie. Ei au echipat puternicul ALMA (Atacama Large Millimeter Array) din Chile cu o nouă electronică, numită sistem de faze. Acest lucru a permis ALMA, care este deja un interferometru, să se alăture unei rețele de alte 12 telescopuri numite GMVA (Global 3mm VLBI Array). După cum spune și numele, GMVA este deja un interferometru de bază foarte lung. Deci, alăturarea GMVA cu ALMA creează un fel de Super VLBI.
„… Privim această fiară dintr-un punct de vedere foarte special.”
Heino Falcke, profesor de radio-astronomie la Universitatea Radboud.
„ALMA în sine este o colecție de peste 50 de preparate radio. Magia noului sistem ALMA Phasing este de a permite tuturor acestor vase să funcționeze ca un singur telescop, care are sensibilitatea unei singure farfurii mai mult de 75 de metri. Această sensibilitate, și locația sa ridicată în munții Anzi, o fac perfectă pentru acest studiu Sgr A *, spune Shep Doeleman, de la CfA, care a fost investigatorul principal al proiectului Phasing ALMA.
"Dezvoltarea în calitatea imaginii a venit din doi factori", explică Lindy Blackburn, un radio astronom la CfA. „Observând la frecvențe înalte, corupția imaginii din materialul interstelar a fost mai puțin semnificativă și, adăugând ALMA, am dublat puterea de rezolvare a instrumentului nostru.”
Deci, ce au învățat oamenii de știință din această inovație? Cum le-au ajutat aceste imagini superioare, gaura noastră neagră, neagră, Sgr. A*?
Noile imagini arată că radiația de la Sgr A * are o morfologie simetrică și este mai mică decât se aștepta - se întinde pe doar 300 de milioane de grade. „Acest lucru poate indica faptul că emisia radio este produsă pe un disc de gaz care nu are loc, decât într-un jet radio”, explică Issaoun, care a testat simulările computerizate împotriva imaginilor. „Totuși, asta ar face Sgr A * o excepție în comparație cu alte găuri negre care emit radio. Alternativa ar putea fi că jetul de radio se îndreaptă aproape direct spre noi. ”
Există multe dezbateri în jurul energiei radiate de sgr. A * și indiferent dacă provine sau nu de la materialul învolburat și încălzit din discul de acumulare sau de la jeturi de material direcționate departe de gaură. Poate depinde de punctul nostru de vedere.
Supraveghetorul Issaoun este Heino Falcke, profesor de radio-astronomie la Universitatea Radboud. Falcke a fost surprins de acest rezultat, iar anul trecut, Falcke ar fi considerat neplăcut acest nou model de jet. Însă, recent, un alt set de cercetători au ajuns la o concluzie similară folosind interferometrul foarte mare al telescopului de ESO al unei telescoape optice și o tehnică independentă. „Poate că acest lucru este valabil până la urmă”, conchide Falcke, „și privim această fiară dintr-un punct de vedere foarte special.”
Astronomii nu au terminat cu Sgr. A * încă. Ei intenționează să obțină mai bine și să privească mai bine gaura neagră super-masivă. „Primele observații ale Sgr A * la 86 GHz datează de acum 26 de ani, cu doar o mână de telescoape. De-a lungul anilor, calitatea datelor s-a îmbunătățit constant pe măsură ce se alătură mai multe telescoape ”, spune J. Anton Zensus, directorul Institutului Max Planck pentru Radio-Astronomie.
Următorul este Telescopul evenimentului orizont.
EHT este o colaborare internațională destinată investigării împrejurimilor imediate ale unei găuri negre. Nu este un singur telescop, ci mai degrabă un sistem legat de radiotelescoape de pe întregul glob care lucrează împreună folosind interferometrie. Măsurând energia electromagnetică din regiunea care înconjoară gaura neagră cu mai multe mâncăruri radio în mai multe locații, unele proprietăți ale sursei pot fi derivate.
Astronomii au petrecut o perioadă de patru ani folosind EHT pentru a studia Sgr gaura neagră supermasivă. Această perioadă s-a încheiat în aprilie 2017, dar o echipă formată din 200 de oameni de știință și ingineri lucrează în continuare la date. Până în prezent, au lansat doar o imagine de model computerizat din ceea ce speră să vadă.
Michael Johnson este optimist. „Dacă ALMA are același succes în aderarea la Telescopul Orizontului evenimentelor la frecvențe și mai mari, atunci aceste rezultate noi arată că împrăștierea interstelară nu ne va împiedica să privim până la orizontul evenimentului al găurii negre.”
Rezultatele echipei au fost publicate în Jurnalul Astrofizic.
Surse:
- Comunicat de presă: Ridicarea vălului pe gaura neagră din inima galaxiei noastre
- Document de cercetare: Dimensiunea, forma și risipirea Săgetătorului A * la 86 GHz: Primul VLBI cu ALMA
- Revista spațială: Iată cum ar putea arăta primele imagini de la Orizontul evenimentului
- Intrare Wikipedia: Săgetător A *
- Observatorul ALMA
