W centrum Drogi Mlecznej po raz pierwszy pojawia się supermasywna czarna dziura | Próżnia

Obraz supermasywnej czarnej dziury został uchwycony w sercu Drogi Mlecznej, dając pierwszy bezpośredni wgląd w „delikatnego olbrzyma” w centrum naszej galaktyki.

Samej czarnej dziury, znanej jako Strzelec A*, nie można zobaczyć, ponieważ żadne światło ani materia nie mogą uciec od jej grawitacyjnego uścisku. Ale jego cień jest śledzony przez świecący, tajemniczy pierścień światła i materii wirujący nad krawędzią otchłani z niemal prędkością światła.

Zdjęcie zostało wykonane przez Event Horizon Telescope (EHT), sieć ośmiu radioteleskopów rozciągających się od Antarktydy po Hiszpanię i Chile, która wyprodukowała Pierwszy obraz czarnej dziury w galaktyce zwanej Messier 87 w 2019 roku.

„Czarna dziura w Drodze Mlecznej była naszym głównym celem, to nasza najbliższa supermasywna czarna dziura i dlatego w pierwszej kolejności postanowiliśmy to zrobić” – powiedziała profesor Cera Markov, astrofizyk z Uniwersytetu w Amsterdamie i współprzewodnicząca Rada Naukowa EHT. Minęło 100 lat badania tych rzeczy, a więc, z naukowego punktu widzenia, to ogromna sprawa”.

Obraz dostarcza przekonujących dowodów na obecność czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, co jest roboczym założeniem astronomii głównego nurtu. Mniejszość naukowców nadal spekulowała na temat możliwości istnienia innych egzotycznych obiektów, takich jak bozony czy skupiska ciemnej materii.

„Osobiście jestem zadowolony z faktu, że bada fakt, iż w centrum naszej galaktyki zdecydowanie znajduje się czarna dziura” – powiedział dr Zeri Younesi, członek EHT z University College London.

Dla niewprawnego oka ostatni obraz może wyglądać prawie podobnie do: Ta czarna dziura, M87*ale według zespołu EHT te dwa obiekty są bardzo różne.

Strzelec A* zużywa bardzo mało materiału, w przeciwieństwie do typowego przedstawiania czarnych dziur jako brutalnych, drapieżnych bestii wszechświata. „Gdyby SgrA* był osobą, zjadałby tylko jedno ziarno ryżu na milion lat” – powiedział Michael Johnson z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Dla kontrastu, M87* jest jedną z największych czarnych dziur we wszechświecie i zawiera masywne, potężne dżety, które wystrzeliwują światło i materię ze swoich biegunów w przestrzeń międzygalaktyczną.

„Sgr A* daje nam spojrzenie na stan najczęstszych czarnych dziur: spokój i cisza” – powiedział Johnson. „[It] Seksowna, bo jest popularna”.

Ostatnie obserwacje pokazują również, że kąt obrotu czarnej dziury nie pokrywa się dokładnie z płaszczyzną galaktyki, ale jest daleki od około 30 stopni i wskazuje na niesamowitą aktywność magnetyczną podobną do tej obserwowanej w atmosferze Słońca. Poza nauką astronomowie uznali emocjonalny związek z obserwowaniem tajemniczego obiektu, wokół którego krąży nasza galaktyka.

„To kolejne ciasto, ale to nasz pączek” – powiedział Yonsei.

Obserwacje SgrA*, mimo że są astronomicznie lokalne w odległości 26 000 lat świetlnych od nas, okazały się trudniejsze niż oczekiwano. Zespół spędził pięć lat analizując dane uzyskane podczas sporadycznego bezchmurnego nieba na kilku kontynentach w kwietniu 2017 r.

Strzelec A* Stosunkowo mały, co oznacza, że ​​pył i gaz znajdują się na swojej rosnącej orbicie dysku w ciągu kilku minut, a nie tygodni, tworząc cel przemieszczający się od jednej obserwacji do drugiej. Markov porównał obserwacje do próby sfotografowania szczeniaka goniącego ogon za pomocą aparatu z długim czasem otwarcia migawki. Naukowcy musieli także spojrzeć w poprzek płaszczyzny galaktycznej i odfiltrować ze swoich zdjęć przeszkadzające gwiazdy i obłoki pyłu. Kombinacja tych czynników – i być może niektóre ekstremalne zjawiska związane z czarną dziurą – wyjaśniają jasne plamy na obrazie.

„Nie spodziewaliśmy się, że będzie to wymijające i wymijające” – powiedział Yonsei. „To był naprawdę trudny obraz. Trudno go przecenić.”

EHT wychwytuje promieniowanie z cząstek wewnątrz dysku akrecyjnego, które są podgrzewane do miliardów stopni, gdy okrążają czarną dziurę, zanim zatopią się w centralnym wirze. Cętkowana korona na zdjęciu ukazuje światło uginane pod wpływem silnego przyciągania grawitacyjnego czarnej dziury, która jest cztery miliony razy masywniejsza niż nasze Słońce.

Ostatecznie naukowcy mają nadzieję, że obserwacja grupy czarnych dziur — nieco bezwładnych jak nasze olbrzymy i turbulentnych jak M87* — pomoże odpowiedzieć na pytanie typu kura i jajko dotyczące ewolucji galaktyk.

Jest to kwestia otwarta w powstawaniu i ewolucji galaktyk. „Nie wiemy, co było pierwsze, galaktyka czy czarna dziura” – powiedziała profesor Carol Mondel, astrofizyk z University of Bath, która nie jest częścią współpracy EHT.

„Z punktu widzenia technologii to niesamowite, że możemy to zrobić” – powiedziała o najnowszych zdjęciach.

Odkrycia zespołu EHT zostały opublikowane w czwartek w specjalnym wydaniu Astrophysical Journal Letters.