- Nowe badanie może pomóc rozwiązać pytanie, jak szybko droga Mlecznaogromny Czarna dziura Kręci się.
- Czarna dziura, znana jako Sagittarius A* (Sgr A*), ma masę około 4 milionów mas Słońca.
- Używać NASAObserwatorium rentgenowskie Chandra NSF i Very Large Array NSF wykazały, że Sgr A* obraca się bardzo szybko.
- Ta duża rotacja zniekształca czasoprzestrzeń wokół Strzelca A*, więc wydaje się, że ma ona kształt futbolu amerykańskiego.
Ta ilustracja artystyczna przedstawia wyniki nowych badań supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej galaktyki, zwanej Strzelcem A* (w skrócie Sgr A*). Odkrycie to wykazało, że Sagittarius A* obraca się tak szybko, że zniekształca czasoprzestrzeń – to znaczy czas i trzy wymiary przestrzeni – tak że może wyglądać bardziej jak piłka nożna.
Wyniki te uzyskano przy użyciu Obserwatorium Rentgenowskiego Chandra należącego do NASA i Bardzo Dużej Sieci (VLA) Karla J. Jansky'ego należącej do NSF. Zespół badaczy zastosował nową metodę Rentgen Oraz dane radiowe umożliwiające określenie szybkości rotacji Sgr A* na podstawie przepływu materii w kierunku czarnej dziury i od niej. Ustalili, że Strzelec A* obraca się z prędkością kątową wynoszącą około 60% maksymalnej możliwej wartości i momentem pędu wynoszącym około 90% maksymalnej możliwej wartości.
Czarne dziury mają dwie podstawowe właściwości: masę (ile ważą) i spin (jak szybko się obracają). Określenie którejkolwiek z tych wartości mówi naukowcom wiele o każdej czarnej dziurze i jej zachowaniu. W przeszłości astronomowie dokonali kilku innych szacunków prędkości obrotowej Strzelca A* przy użyciu różnych technik, a wyniki wahały się od całkowitego braku rotacji Strzelca A* do rotacji niemal z maksymalną szybkością.
Nowe badanie sugeruje, że Sagittarius A* w rzeczywistości obraca się bardzo szybko, zgniatając otaczającą go czasoprzestrzeń. Ilustracja przedstawia przekrój łuku A* i materiału krążącego wokół niego w dysku. Czarna kula w środku reprezentuje tak zwany horyzont zdarzeń czarnej dziury, punkt bez powrotu, z którego nic, nawet światło, nie może uciec.
Patrząc na obracającą się czarną dziurę z boku, jak pokazano na tej ilustracji, otaczająca ją czasoprzestrzeń ma kształt piłki nożnej. Im wyższa prędkość wirowania, tym bardziej płaska staje się piłka.
Żółto-pomarańczowy materiał po obu stronach przedstawia gaz wirujący wokół Strzelca A*. Materia ta nieuchronnie wpada do czarnej dziury i przekracza horyzont zdarzeń, gdy przyjmie kształt kulisty. Zatem obszar wewnątrz kształtu piłki nożnej, ale poza horyzontem zdarzeń, jest przedstawiany jako wnęka. Niebieskie kropki pokazują dżety wystrzelające z biegunów obracającej się czarnej dziury. Jeśli spojrzymy na czarną dziurę z góry, wzdłuż dyszy strumieniowej, odkryjemy, że czasoprzestrzeń jest okrągła.
Rotacja czarnej dziury może służyć jako ważne źródło energii. Supermasywne czarne dziury wytwarzają równoległe wypływy przypominające dżety, gdy pobierana jest ich energia spinowa, co wymaga przynajmniej pewnej ilości materii w sąsiedztwie czarnej dziury. Ze względu na ograniczone paliwo wokół Sagittarius A*, przez ostatnie kilka tysięcy lat ta czarna dziura była stosunkowo spokojna i posiadała stosunkowo słabe dżety. Jednak ta praca pokazuje, że może się to zmienić, jeśli ilość materiału w pobliżu Sgr A* wzrośnie.
Aby określić spin czarnej dziury*, autorzy zastosowali technikę opartą na eksperymentach, zwaną „metodą wypływu”, która szczegółowo opisuje związek między spinem i masą czarnej dziury, właściwościami materii w pobliżu czarnej dziury oraz właściwościami odpływ. Równoległy przepływ na zewnątrz wytwarza fale radiowe, podczas gdy dysk gazu otaczający czarną dziurę jest odpowiedzialny za emisję promieni rentgenowskich. Korzystając z tej metody, badacze połączyli dane z Chandry i VLA z niezależnymi szacunkami masy czarnej dziury z innych teleskopów, aby ograniczyć rotację czarnej dziury.
Artykuł opisujący te ustalenia, napisany pod kierunkiem Ruth Daly (Pennsylvania State University), został opublikowany w styczniowym numerze czasopisma z 2024 r. Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
Odniesienie: „Nowe wartości spinu czarnej dziury dla Strzelca A* uzyskane metodą odpływu” autorstwa Ruth A Daly, Megan Donahue, Christophera P O'Dea, Biny Sebastian, Daryl Haggard i Anan Lu, 21 października 2023 r., Miesięczne powiadomienia Królewskiego Towarzystwa Astronomicznego.
doi: 10.1093/mnras/stad3228
Inni autorzy to Penny Sebastian (Uniwersytet w Manitobie, Kanada), Megan Donahue (Uniwersytet Stanowy Michigan), Christopher O'Dea (Uniwersytet w Manitobie), Darrell Haggard (Uniwersytet McGill) i Anan Lu (Uniwersytet McGill).
Centrum Lotów Kosmicznych im. Marshalla zarządza programem Chandra. Centrum rentgenowskie Chandra w Obserwatorium Smithsonian Astrophysical Observatory kontroluje operacje naukowe z Cambridge w stanie Massachusetts oraz operacje lotnicze z Burlington w stanie Massachusetts.
„Odkrywca. Nieprzepraszający przedsiębiorca. Fanatyk alkoholu. Certyfikowany pisarz. Wannabe tv ewangelista. Fanatyk Twittera. Student. Badacz sieci. Miłośnik podróży.”
More Stories
Jak czarne dziury stały się tak duże i szybkie? Odpowiedź kryje się w ciemności
Według skamieniałości prehistoryczna krowa morska została zjedzona przez krokodyla i rekina
Wystrzelenie rakiety Falcon 9 firmy SpaceX zostało wstrzymane ze względu na zbliżanie się dwóch głównych misji załogowych lotów kosmicznych