Obrazový kredit: NRAO
Tridsať rokov potom, čo astronómovia objavili záhadný objekt v presnom centre našej Mliečnej dráhy, medzinárodnému tímu vedcov sa konečne podarilo priamo zmerať veľkosť tohto objektu, ktorý obklopuje čiernu dieru, ktorá je takmer štvornásobne mohutnejšia ako Slnko. Toto je doteraz najbližší teleskopický prístup k čiernej diere a predstavuje veľkú hranicu astrofyziky na dosah budúcich pozorovaní. Vedci využili na dosiahnutie prielomu rádioteleskop s veľmi dlhou základnou líniou National Science Foundation (VLBA).
„Je to veľký krok vpred,“ povedal Geoffrey Bower z Kalifornskej univerzity v Berkeley. „Je to niečo, čo ľudia chcú robiť už 30 rokov,“ pretože v roku 1974 bol objavený objekt Galaktického centra, nazvaný Strelec A * (vyhlásený ako „A-hviezda“), ktorý zverejnil 1. apríla. Science Express.
"Teraz máme veľkosť objektu, ale tajomstvo jeho presnej povahy stále zostáva," dodal Bower. Ďalším krokom, vysvetlil, je naučiť sa jeho tvar, „takže vieme povedať, či ide o prúdy, tenký disk alebo sférický oblak.“
Centrum Mliečnej dráhy, 26 000 svetelných rokov od Zeme, je zakryté prachom, takže teleskopy s viditeľným svetlom nemôžu objekt študovať. Kým rádiové vlny z centrálnej oblasti Galaxie môžu prenikať prachom, sú rozptýlené turbulentnou nabitou plazmou v priestore pozdĺž priamky pohľadu na Zem. Tento rozptyl zmaril predchádzajúce pokusy zmerať veľkosť centrálneho objektu, rovnako ako hmla rozostruje pohľad vzdialených majákov.
„Po 30 rokoch rádiové teleskopy konečne odstránili hmlu a vidíme, čo sa deje,“ povedal Heino Falcke z observatória rádia Westerbork v Holandsku, ďalší člen výskumného tímu.
Svetlý objekt vyžarujúci rádiové žiarenie by sa pekne zmestil priamo na dráhu zemskej obežnej dráhy okolo Slnka, uviedli astronómovia. Počítajú, že čierna diera je asi 14 miliónov kilometrov a ľahko sa vojde na ortuťovú ortuť. Čierne diery sú koncentrácie hmoty tak husté, že ani svetlo nemôže uniknúť ich silnej gravitácii.
Nové pozorovania VLBA poskytli astronómom najlepší pohľad na systém čiernych dier. "Sme oveľa bližšie k videniu účinkov čiernej diery na jej prostredie tu, než kdekoľvek inde," povedal Bower.
Verí sa, že stredná čierna diera Mliečnej dráhy, rovnako ako jej mohutnejšie bratrance v aktívnejších galaktických jadrách, čerpá materiál zo svojho okolia a pri procese poháňajúcom vyžarovanie rádiových vĺn. Zatiaľ čo nové pozorovania VLBA neposkytujú konečnú odpoveď na povahu tohto procesu, pomohli vylúčiť niektoré teórie, uviedol Bower. Na základe najnovšej práce vysvetlil, že najdôležitejšími zostávajúcimi teóriami povahy rádioaktívneho objektu sú prúdy subatomárnych častíc, podobné tým, ktoré sa pozorujú v rádiových galaxiách; a niektoré teórie zahŕňajúce urýchlenie hmoty blízko okraja čiernej diery.
Keď astronómovia študovali Strelca A * pri vyšších a vyšších rádiových frekvenciách, zdanlivá veľkosť objektu sa zmenšila. Aj táto skutočnosť pomohla vylúčiť niektoré predstavy o povahe objektu. Pokles pozorovanej veľkosti so zvyšujúcou sa frekvenciou alebo kratšou vlnovou dĺžkou tiež dáva astronómom tantalizujúci cieľ.
„Myslíme si, že nakoniec dokážeme pozorovať na dostatočne krátkych vlnových dĺžkach, aby sme zistili prerušenie, keď dosiahneme veľkosť samotnej čiernej diery,“ povedal Bower. Ďalej povedal: „v budúcich pozorovaniach dúfame, že uvidíme„ tieň “vrhnutý gravitačným šošovkovým efektom veľmi silnej gravitácie čiernej diery.“
V roku 2000 navrhol Falcke a jeho kolegovia takéto pozorovanie z teoretických dôvodov a teraz sa to zdá byť uskutočniteľné. „Predstavujeme ti, čo sa deje v horizonte udalostí čiernych dier. Teraz máme na dosah, ak v nasledujúcich rokoch budeme tvrdo pracovať,“ dodal Falcke.
Ďalší záver, ktorý vedci dosiahli, je, že „celková hmotnosť čiernej diery je veľmi koncentrovaná,“ tvrdí Bower. Nové pozorovania VLBA poskytujú „najpresnejšiu lokalizáciu hmoty supermasívnej čiernej diery vôbec“. Presnosť týchto pozorovaní umožňuje vedcom povedať, že množstvo najmenej 40 000 Slnka musí byť umiestnené v priestore zodpovedajúcom veľkosti zemskej obežnej dráhy. Toto číslo však predstavuje iba dolnú hranicu hmotnosti. Vedci sa s najväčšou pravdepodobnosťou domnievajú, že všetka hmotnosť čiernej diery - rovnajúca sa štyrom miliónom Slnka - je sústredená dobre vo vnútri oblasti pohltenej objektom vyžarujúcim rádiové žiarenie.
Aby astronómovia mohli merať, museli ísť do starostlivých dĺžok, aby zabránili rozptylu plazmovej „hmly“ medzi Strelcom A * a Zemou. "Museli sme tlačiť našu techniku naozaj tvrdo," povedal Bower.
Bower prirovnal úlohu „pokúsiť sa vidieť svoju žltú gumenú kačičku cez matné sklo sprchovacieho kúta“. Vďaka mnohým pozorovaniam, ktoré uchovávajú iba údaje najvyššej kvality a matematicky odstraňujú efekt rozptylu plazmy, sa vedcom podarilo uskutočniť vôbec prvé meranie veľkosti Strelca A *.
Súčasťou výskumného tímu sú okrem Bowera a Falckeho Robin Herrnstein z Kolumbijskej univerzity, Jun-Hui Zhao z Harvard-Smithsonianského centra pre astrofyziku, Miller Goss z Národného rádiového observatória rádia a Donald Backer z Kalifornskej univerzity v Berkeley. Falcke je tiež vedľajším profesorom na univerzite v Nijmegene a hosťujúcim vedcom Inštitútu Maxa Plancka pre rádioastronómiu v nemeckom Bonne.
Strelca A * objavili vo februári 1974 Bruce Balick, teraz na University of Washington, a Robert Brown, teraz riaditeľ Národného astronomického a ionosférického centra na Cornell University. Presvedčivo sa ukázalo, že je stredom Mliečnej dráhy, okolo ktorej sa otáča zvyšok galaxie. V roku 1999 Mark Reid z Harvardsko-Smithsonovského centra pre astrofyziku a jeho kolegovia použili pozorovania VLBA na Strelca A * na detekciu pohybu Zeme na obežnej dráhe okolo centra galaxie a určili, že naša slnečná sústava zaberie 226 miliónov rokov, aby vytvorila jeden okruh okolo Galaxy.
V marci 2004 sa zhromaždilo 55 astronómov na observatóriu National Radio Astronomy Observatory v Green Bank, Západná Virgínia, na vedeckú konferenciu, ktorá oslávila objav Strelca A * v Zelenej banke pred 30 rokmi. Na tejto konferencii vedci odhalili pamätnú tabuľu na jednom z objavovacích ďalekohľadov.
Very Long Baseline Array, súčasť National Radio Astronomy Observatory, je celoštátny rádioteleskopický systém s 10 240-tonovými anténami siahajúcimi od Havaja po Karibik. Poskytuje najväčšiu rozlišovaciu schopnosť alebo schopnosť vidieť jemné detaily akéhokoľvek ďalekohľadu v astronómii, na Zemi alebo vo vesmíre.
National Radio Astronomy Observatory je zariadenie Národnej vedeckej nadácie, prevádzkované na základe dohody o spolupráci združenými univerzitami, Inc.
Pôvodný zdroj: NRAO News Release
