V srdci Mliečnej dráhy sa nachádza takmer nepredstaviteľne veľká čierna diera. Ale samozrejme, nikto nikdy nevidel (niečo o tom viac, neskôr): Všetko je založené na iných dôkazoch ako na priamom pozorovaní.
SMBH Mliečnej dráhy sa nazýva Strelec A * (Sgr. A *) a je približne 4 miliónkrát hmotnejšia ako Slnko. Vedci vedia, že je tam, pretože môžeme pozorovať účinok, ktorý má na záležitosť, ktorá sa k nej priblíži. Teraz máme jeden z našich najlepších názorov na Sgr. A *, vďaka tímu vedcov používajúcich techniku nazývanú interferometria.
Ako Sgr. Silná gravitácia * k nemu priťahuje plyn a prach, plyn a prach krúžia okolo otvoru. Astronómovia vidia ohromné množstvo energie. Astronómovia si však nie sú úplne istí, čo uvoľňuje túto energiu. Vychádza to z vírivého materiálu? Alebo to prichádza z trysiek, ktoré strieľali z diery?
„O zdroji žiarenia zo Sgr A * sa diskutuje už desaťročia.“
Michael Johnson z Centra pre astrofyziku Harvard a Smithsonian (CfA)
„O zdroji žiarenia zo Sgr A * sa diskutuje už desaťročia,“ hovorí Michael Johnson z Centra pre astrofyziku | Harvard a Smithsonian (CfA). „Niektoré modely predpovedajú, že žiarenie pochádza z disku, ktorý je prehltnutý čiernou dierou, zatiaľ čo iné ho pripisujú prúdu materiálu, ktorý strieľa z čiernej diery. Bez ostrejšieho pohľadu na čiernu dieru nemôžeme vylúčiť ani jednu z možností. “
Takže pochopenie čiernych dier znamená, že astronómovia musia vidieť jasnejšie do oblasti diery. Ale udalosti na Sgr. A * sú zakryté hrbolatými mrakmi elektrónov medzi nami a stredom galaxie. A tieto mraky rozmazávajú a skresľujú náš pohľad na čiernu dieru.
Tímu astronómov sa podarilo pozerať sa cez tieto elektrónové oblaky, aby jasnejšie videli, čo sa deje v Sgr. A *. Tím vedie
Doktorandka Radboudskej univerzity Sara Issaoun a vidieť do Sgr. Okolie * sa spoliehalo na techniku nazývanú veľmi dlhá základná interferometria (VLBI).
Výsledok? Jeden z našich najjasnejších snímok toho, čo sa deje v supermasívnej čiernej diere našej galaxie.
Interferometria je technika spájania viacerých ďalekohľadov k efektívnejšiemu zobrazovaniu vzdialeného objektu. Čím ďalej sú rozsahy,, tým dlhšia je základná čiara a tým väčší je účinný otvor. S VLBI, použitým v tomto výskume, jednotlivé teleskopy preklenuli zemeguľu a vytvorili obrovský druh virtuálneho ďalekohľadu.
Ale boli tu aj iné interferometre a oni nevideli Sgr. A * toto jasne. Tím za touto štúdiou urobil ďalší pokrok v interferometrii. Vybavili výkonnú ALMA (Atacama Large Millimeter Array) v Čile novou elektronikou nazývanou fázovací systém. To umožnilo ALMA, ktorá je už interferometrom, pripojiť sa k sieti ďalších 12 ďalekohľadov nazývaných GMVA (Global 3mm VLBI Array). Ako už názov napovedá, GMVA je už veľmi dlhá základná interferometria. Spojenie GMVA s ALMA teda vytvára akýsi Super VLBI.
"... pozeráme sa na túto šelmu z veľmi zvláštneho hľadiska."
Heino Falcke, profesor rádioastronómie na Radboud University.
„ALMA samotná je zbierka viac ako 50 rozhlasových jedál. Kúzlo nového systému fázovania ALMA spočíva v tom, že všetky tieto misky môžu fungovať ako jediný ďalekohľad, ktorý má citlivosť jedinej misky s priemerom viac ako 75 metrov. Táto citlivosť a jej poloha vysoko v pohoriach Andách ju robia perfektnou pre túto štúdiu Sgr A *, “hovorí Shep Doeleman z CfA, ktorý bol hlavným riešiteľom projektu ALMA Phasing Project.
„Prielom v kvalite obrazu bol spôsobený dvoma faktormi,“ vysvetľuje Lindy Blackburn, rádioastronóm CfA. "Pozorovaním vysokých frekvencií bolo poškodenie obrazu z medzihviezdneho materiálu menej významné a pridaním ALMA sme zdvojnásobili rozhodovaciu silu nášho nástroja."
Čo sa vedci naučili z tejto inovácie? Ako im tieto vynikajúce obrazy pomohli pochopiť našu supermasívnu čiernu dieru, Sgr. A *?
Nové obrázky ukazujú, že žiarenie zo Sgr A * má symetrickú morfológiu a je menšie, ako sa očakávalo - presahuje iba 300 miliónovtiny stupňa. „To môže naznačovať, že rádiové vyžarovanie je produkované skôr na disku s infúznym plynom ako v rádiom jeti,“ vysvetľuje Issaoun, ktorý na obrázkoch testoval počítačové simulácie. „To by však urobilo zo Sgr A * výnimku v porovnaní s inými čiernymi dierami vyžarujúcimimi žiarenie. Alternatívou by mohlo byť, že rádiový prúd smeruje takmer priamo na nás. “
O energii vyžarovanej Sgrom je veľa debat. A * a či už je to vírenie, zahrievaný materiál v narastajúcom disku alebo z trysiek smerujúcich preč z otvoru. Môže to závisieť od nášho výhodného bodu.
Jej vedúcim je Heino Falcke, profesor Rádio astronómie na Radboud University. Spoločnosť Falcke bola týmto výsledkom prekvapená a minulý rok považoval tento nový model lietadla za nepravdepodobný. Nedávno však k podobnému záveru dospela aj iná skupina vedcov pomocou optického ďalekohľadu s veľmi veľkým teleskopom ESO a nezávislej techniky. „Možno je to koniec koncov pravda,“ uzatvára Falcke, „a na túto šelmu sa pozeráme z veľmi zvláštneho hľadiska.“
Astronómovia neukončili Sgr. A * zatiaľ. Plánujú zlepšiť a lepšie sa pozerať na supermasívnu čiernu dieru. „Prvé pozorovania Sgr A * pri 86 GHz sa datujú pred 26 rokmi, iba s hrsťou ďalekohľadov. V priebehu rokov sa kvalita údajov neustále zlepšovala, keď sa pripojilo viac ďalekohľadov, “hovorí J. Anton Zensus, riaditeľ Inštitútu Maxa Plancka pre Rádio astronómiu.
Ďalší je ďalekohľad Event Horizon Telescope.
EHT je medzinárodná spolupráca určená na preskúmanie bezprostredného okolia čiernej diery. Nejde o jeden ďalekohľad, ale skôr o prepojený systém rádiových ďalekohľadov na celom svete, ktoré spolu pracujú pomocou interferometrie. Meraním elektromagnetickej energie z oblasti obklopujúcej čiernu dieru pomocou viacerých rádiových dosiek na viacerých miestach možno odvodiť niektoré vlastnosti zdroja.
Astronómovia strávili štyri roky pomocou EHT na štúdium supermasívnych čiernych dier Sgr. Toto obdobie sa skončilo v apríli 2017, na údajoch však stále pracuje tím 200 vedcov a technikov. Doposiaľ vydali iba obraz počítačového modelu toho, čo dúfajú.
Michael Johnson je optimistický. „Ak má ALMA rovnaký úspech v pripojení sa k ďalekohľadu Horizon Event Horizon pri ešte vyšších frekvenciách, potom tieto nové výsledky ukazujú, že medzihviezdny rozptyl nám nezabráni v tom, aby sme sa pozerali až na horizont udalostí čiernej diery.“
Výsledky tímu boli uverejnené v Astrofyzikálnom časopise.
Zdroj:
- Tlačová správa: Zdvíhanie závoje na čiernej diere v centre našej galaxie
- Výskumný článok: Veľkosť, tvar a rozptyl Strelca A * pri 86 GHz: Prvé VLBI s ALMA
- Space Magazine: Tu je zoznam prvých obrázkov z podujatia Horizon
- Wikipedia Entry: Sagittarius A *
- Observatórium ALMA
