Od 70. rokov minulého storočia astronómovia tvrdia, že v strede našej galaxie, asi 26 000 svetelných rokov od Zeme, sa nachádza superhmotná čierna diera (SMBH) známa ako Strelec A *. Predpokladá sa, že táto čierna diera mala priemerný priemer približne 44 miliónov km a vážila približne 4 milióny slnečných hmôt a mala zásadný vplyv na formovanie a vývoj našej galaxie.
Vedci to však nikdy priamo nevideli a jeho existencia sa odvodila iba od vplyvu, ktorý má na hviezdy a materiál, ktorý ich obklopuje. Nové pozorovania uskutočňované v rámci spolupráce GRAVITY ** však dokázali poskytnúť najpodrobnejšie pozorovania k dnešnému dňu záležitosti okolo Strelca A *, čo je najsilnejší dôkaz o existencii čiernej diery v strede Mliečnej dráhy.
Štúdia, ktorá popisuje ich zistenia - „Detekcia orbitálnych pohybov v blízkosti posledného stabilného kruhového obežnej dráhy masívnej čiernej diery SgrA *“, ktorá sa nedávno objavila v časopise Astronómia a astrofyzika - bol vedený Reinhardom Genzelom z Inštitútu Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku (MPE) a zahŕňal rôznych vedcov, ktorí tvoria spoluprácu GRAVITY.
Spolupráca GRAVITY (ktorú tvoria vedci z viacerých európskych výskumných ústavov a univerzít) je pomenovaná kvôli ich prepojeniu s nástrojom GRAVITY, ktorý je súčasťou veľmi veľkého ďalekohľadu (VLTI) ESO. Tento prístroj kombinuje svetlo zo štyroch teleskopov VLT a vytvára virtuálny teleskop, ktorý meria priemer 130 metrov (426,5 ft).
Posledné dva roky tento tím používal tento prístroj na pozorovanie galaktického centra a Sgr A * na pozorovanie účinkov, ktoré má na okolité prostredie. Účelom týchto pozorovaní bolo otestovať predpovede Einsteinovej teórie všeobecnej relativity a dozvedieť sa viac o SMBH štúdiom najbližšieho dostupného kandidáta.
Ďalším cieľom bolo hľadať orbitálne pohyby erupcií infračerveného žiarenia (tzv. „Hot spots“) na akréčnom disku Sag A * (pás plynu obiehajúci čiernou dierou). Svetlice sa objavujú, keď sa tento plyn, ktorý sa zrýchľuje na relativistické rýchlosti, pritiahne čo najbližšie k horizontu udalostí čiernej diery - čo je známe ako najvnútornejšia stabilná kruhová obežná dráha (ISCO) - bez spotreby.
Použitím prístroja GRAVITY na VLTI tím pozoroval svetlice prichádzajúce z pásu, ktoré boli zrýchlené na 30% rýchlosti svetla na kruhovej obežnej dráhe okolo Sag A *. Nielenže to bolo prvýkrát, keď bol materiál pozorovaný na obežnej dráhe blízko bodu čiernej diery bez návratu, išlo o najpodrobnejšie pozorovania materiálu obiehajúceho blízko čiernej diery.
Ako uviedol Oliver Pfuhl, vedec z Inštitútu Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku a spoluautor knihy, uviedol v poslednej tlačovej správe ESO:
“Je neuveriteľné, že ste skutočne svedkami materiálu obiehajúceho obrovskú čiernu dieru pri 30% rýchlosti svetla. Mimoriadna citlivosť spoločnosti GRAVITY nám umožnila sledovať procesy narastania v reálnom čase v bezprecedentných detailoch.“
Pozorovania, ktoré vykonali, tiež potvrdili teóriu, že Sag A * je skutočne supermasívna čierna diera - inak známa ako „masívna paradigma čiernej diery“. Ako Genzel vysvetlil, tento úspech je niečo, na čo sa vedci tešia už celé desaťročia. "Vždy to bol jeden z našich vysnívaných projektov, ale neodvážili sme sa dúfať, že to bude možné tak skoro," uviedol.
Je zaujímavé, že toto nie je prvýkrát, čo spolupráca GRAVITY využila VLTI na pozorovanie stredu našej galaxie. Začiatkom tohto roka použil tím na meranie pohybov hviezdy GRAVITY a Spectrograph na meranie integrovaného poľa v blízkom infračervenom spektre (SINFONI), keď uskutočnil blízke preletenie so Sag A *.
Keď hviezda (S2) prešla blízko extrémneho gravitačného poľa Strelca A *, tím zmeral polohu a rýchlosť hviezdy a porovnal ich s predchádzajúcimi meraniami. Po ich porovnaní s rôznymi teóriami gravitácie dokázali potvrdiť, že správanie hviezdy bolo v súlade s predpoveďami Einsteinovej teórie všeobecnej relativity.
Bol to hlavný úspech, pretože sa v takomto extrémnom prostredí prvýkrát potvrdila všeobecná relativita. Ako Pfuhl vysvetlil:
“Pozorne sme monitorovali S2 a samozrejme vždy sledujeme Strelca A *. Počas našich pozorovaní sme mali to šťastie, že sme si všimli tri jasné svetlice okolo čiernej diery - bola to náhoda!“
Tieto priekopnícke pozorovania sa nakoniec umožnili kombináciou medzinárodnej spolupráce a najmodernejších nástrojov. V budúcnosti budú pokročilejšie nástroje - a zdokonalené metódy zdieľania údajov - odhaľovať ešte viac záhad vesmíru a pomáhajú vedcom pochopiť, ako sa to stalo.
A nezabudnite sa pozrieť na toto ESOcast, ktoré hovorí o tomto nedávnom objave, so súhlasom ESO:
** Spolupráca GRAVITY sa skladá z členov Inštitútu Maxa Plancka pre mimozemskú fyziku, Parížskeho observatória LESIA, Centra Nationale de Researches Scientifique (CNRS), Inštitútu Maxa Plancka pre astronómiu, Centra Astrofísica e Gravitação (CENTRA). , Európske južné observatórium (ESO) a viac európskych univerzít.
