Mitmesugust

Teadlased avalikustasid galaktika tuumas supermassiivse musta augu ümbruse pildi

Teadlased avalikustasid galaktika tuumas supermassiivse musta augu ümbruse pildi

Rahvusvahelise teadlaste meeskonna uued uuringud näitavad üllatavaid tulemusi 14 teadusasutuse vahel kooskõlastatud jõupingutustest kogu maailmas, et saada selge pilt Ambur A * (Sgr A *) mustast august, mida kahtlustatakse ammu supermassiivse musta aukuna Linnutee keskmes.

Ambur A *: Galaktika keskuses varitsev eemaletõukav kõigesööja

Mustad augud on ühed kõige eksootilisemad struktuurid universumis, objektid on nii uskumatult tihedad ja suhteliselt väikesed, et nende raskusjõud takistab valguse välja pääsemist. Siiani pole keegi kunagi musta auku "näinud" ja need on ainult kaudselt tuvastatud mõju kaudu, mida nad avaldavad teistele nähtavatele objektidele nagu tähed.

See muudab supermassiivsed mustad augud, suhteliselt väikeste mõõtmetega, kuid Päikesest miljoneid kordi massiivsemad objektid, intensiivse spekuleerimise ja uurimise objektideks.

Paljude galaktikate keskmes on supermassiivne must auk ja Sgr A * istub meie keskel. Sgr A * on 4 miljonit korda suurem kui meie Päikese mass ja läbimõõduga vaid 44 miljonit kilomeetrit, mis on veidi vähem kui Päikese ja elavhõbeda vaheline kaugus.

Sgr A * pole visuaalselt nähtav mitmel põhjusel, kuid kõige olulisem on Linnutee spiraalsed käed, mis piitsutavad ümber südamiku, varjates galaktika keskpunkti tohutute tolmu- ja gaasipilvede taga, kuhu valgus ei pääse, nii et ainus viis selle jälgimiseks on infrapuna-, röntgen-, raadio- ja gammalainete kasutamine, mis vabanevad sündmuste horisondi ümber toimuvas meeletuses.

See pole siiski ilma oma probleemideta. Mööda vaatevälja Maast supermassiivse musta aukuni häirivad ja moonutavad erineva tiheduse ja koostisega gaasitaskud neid laineid tähtedevahelise hajumisena. Nii et seal, kus loodame näha musta augu struktuuri ja selle ümbruse selget pilti, näeme vaid eredat udust segadust.

Enneolematu rahvusvaheline pingutus

See oli väljakutse, mida Event Horizon Telescope (EHT) lootis ületada. EHT on kokku pannud kogu maailma raadioteleskoopjaamade võrgu, et luua 8000 miili laiune virtuaalne raadioteleskoop.

Kasutades nn väga pikka baasinterferomeetriat (VLBI), suudab EHT teravustada raadioteleskoobivõrgu eraldusvõimet, lastes igal teleskoobil jälgida sama ruumi punkti. See saavutab efekti, mis sarnaneb suurema peegli kasutamisega optilises teleskoobis kaugemate objektide nägemiseks, luues tõhusalt Maa läbimõõduga raadioteleskoobi.

Pöörates galaktika südame poole, alustas EHT 2017. aasta aprillis Sgr A * kooskõlastatud vaatlemist.

Pärast mitu päeva kestnud salvestamist oli EHT kogunud 1 000 000 Gb andmeid. Need andmed edastati Ameerika Ühendriikides ja Saksamaal töötlevatesse laboritesse, et neid analüüsida ja loodetavasti koondada tervikpildiks supermassiivne must auk, protsess, mis on võtnud peaaegu kaks aastat.

Müra läbilõikamine

Pärast mitu kuud andmete kokkuliitmist teatas sel kuul ajakirjas The Astrophysical Journal avaldatud artikkel, et EHT-l on õnnestunud jäädvustada kõige selgem pilt musta augu lähiümbrusest.

Nad suutsid tuvastada ja välja filtreerida peaaegu kogu tähtedevahelise hajumise tänu Harvardi-Smithsoni astrofüüsika keskuse Michael Johnsoni tööle "Ehkki hajumine hägustab ja moonutab Amburi A * pilti," ütles ta, "uskumatu Nende vaatluste lahendamine võimaldas meil välja selgitada hajumise täpsed omadused. Seejärel saaksime hajutamisest suurema osa mõjudest eemaldada ja hakata nägema, kuidas asjad musta augu lähedal välja näevad. "

Musta augu kujutis paljastas midagi, mida keegi ei oodanud. Eelkõige oli Sgr A * kiirguse allikas väiksem kui nad oskasid arvata, ja mis veelgi olulisem, allikapiirkonna morfoloogia oli väga sümmeetriline.

Dokumendi juhtiva autori sõnul on Nijmegen Ph.D. üliõpilane Sara Issaoun, "see võib viidata sellele, et raadioemissioon tekib pigem langeva gaasi kettal kui raadiojoaga. See muudaks Amburi A * aga erandiks võrreldes teiste raadiot kiirgavate mustade aukudega."

"Alternatiiv," lisab ta, "võiks olla see, et raadiolennuk näitab peaaegu meie poole."

Kas kuristikku vaadates vaatab kuristik tagasi?

Kui tähed ja muud materjalid neelavad must auk, tekitab materjalile mõjuv intensiivne gravitatsioonijõud ammu enne tagasituleku punkti jõudmist õhkõrna efekti, mis lõhub kõik, mis liiga lähedale jõuab.

See moodustab materjali akretsiooniketta, mis ümbritseb musta augu keskset massi, pööreldes selle ümber kiirusega, mis läheneb protsendile valguskiirusest.

Selle protsessi uskumatu energia tähendab, et kogu materjal pole tegelikult ära kasutatud. Osa sellest paisatakse väga kitsaste joadena tagasi kosmose välja peaaegu valguse kiirusel musta augu postidelt. See vägivaldne ja väga suure energiaga protsess tekitab palju raadiolaineid, mis järgivad joade rada.

Mõlemal juhul viitavad Sgr A * raadioallika vaatlused väga ebatõenäolistele järeldustele ning käimas on juba tulised arutelud selle allikapiirkonna olemuse üle.

Radboudi ülikooli raadioastronoomia professor ja Issaouni juhendaja Heino Falcke on Sgr A * -st sõltumatut uurimistööd teinud juba ligi 30 aastat, öeldes National Geographicule, et "need on ruumi ja aja lõplikud lõpp-punktid ning võivad tähendada meie lõpliku piiri teadmised. "

Kunagi eelmise aasta lõpus oli skeptik raadiolennukist kui Sgr A * raadiolainete allikast, Falcke osa jõupingutustest, mis leidis sarnaseid tõendeid raadiojoa järelduste kohta. Kunagi skeptik oli ta ideele palju avatum: "Võib-olla on see ometi tõsi ja vaatame seda metsalist väga erilisest vaatepunktist."

Lootus eelseisvatele vaatlustele

Ambur A * raadioallika olemuse täielikuks kindlakstegemiseks on vaja täiendavaid uuringuid, kuid eelseisvate tähelepanekutega soovib EHT viia läbi Sgr A * sagedusel 230 GHz, erutus tekitab, et võime varsti näha Sgr A varju * sündmuste horisont, mis annab meile kõigi aegade esimese visuaalse kinnituse mustade aukude olemasolust.

"Ehkki hajumine hägustab ja moonutab Amburi A * pilti," ütles Johnson, "võimaldas nende tähelepanekute uskumatu eraldusvõime tuvastada hajumise täpsed omadused. Suurepärane uudis on see, et need vaatlused näitavad, et hajumine ei takista Event Horizoni teleskoobi nägemast musta augu varju sagedusel 230 GHz, kui seda on näha. "


Vaata videot: The Black Hole. Future Shorts (Oktoober 2021).