Gotovo nezamislivo ogromna crna rupa nalazi se u srcu Mliječnog puta. Ali, naravno, niko ga nikada nije vidio (vrsta, više o tome kasnije): sve se temelji na dokazima, osim izravnom opažanju.
SMBH Mliječnog puta naziva se Strijelac A * (Sgr. A *) i oko 4 milijuna je puta masivniji od Sunca. Znanstvenici znaju da je tamo jer možemo promatrati učinak koji ima na materiju koja mu se previše približava. Sada imamo jedan od naših najboljih pogleda na Sgr. A *, zahvaljujući timu znanstvenika koji su koristili tehniku zvanu interferometrija.
Kao što je sgr. A *-ova snažna gravitacija privlači plin i prašinu, plin i prašina se vrte oko rupe. Ogromna količina energije zrači nekako, što astronomi mogu vidjeti. Ali astronomi nisu baš sigurni što oslobađa tu energiju. Dolazi li od vrtlog materijala? Ili dolazi iz mlaznih metala koji pucaju iz rupe?
"O izvoru radijacije iz Sgr A * raspravlja se već desetljećima."
Michael Johnson iz Centra za astrofiziku | Harvard i Smithsonian (CfA)
"O izvoru zračenja iz Sgr A * raspravljalo se desetljećima", kaže Michael Johnson iz Centra za astrofiziku | Harvard i Smithsonian (CfA). "Neki modeli predviđaju da zračenje dolazi iz diska materijala koji proguta crna rupa, dok ga drugi pripisuju mlazu materijala koji puca iz crne rupe. Bez oštrijeg pogleda na crnu rupu, ne možemo isključiti nijednu mogućnost. "
Dakle, razumijevanje crnih rupa znači da astronomi trebaju jasnije sagledati područje rupe. Ali događaji na Sgr. A * su zamračeni grudasti oblaci elektrona između nas i središta galaksije. A ovi oblaci zamagljuju i iskrivljuju naš pogled na crnu rupu.
Tim astronoma uspio je pogledati kroz ove oblake elektrona kako bi jasnije vidio što se događa na Sgr. A *. Tim vodi
Doktorantica Sveučilišta Radboud Sara Issaoun, i upoznati sgr. Susjedi su se oslanjali na tehniku koja se zove Interferometrija vrlo dugačke polazne linije (VLBI).
Rezultat? Jedna od naših najjasnijih slika onoga što se događa u supermasičnoj crnoj rupi naše galaksije.
Interferometrija je tehnika spajanja više teleskopa zajedno radi učinkovitijeg predstavljanja udaljenog objekta. Što se opseg dalje postavlja, duža je osnovica i veći je otvor blende. Pomoću VLBI-ja, korištenog u ovom istraživanju, pojedini teleskopi prolaze širom svijeta, stvarajući ogromnu vrstu virtualnog teleskopa.
Ali bilo je i drugih interferometra, a oni nisu vidjeli Sgr. A * to jasno. Tim koji stoji iza ove studije napravio je još jedan napredak u interferometriji. Oni su snažni ALMA (Atacama Large Millimeter Array) u Čileu opremili novom elektronikom, nazvanom fazni sustav. To je omogućilo ALMA-i, koja je već interferometar, da se pridruži mreži 12 drugih teleskopa nazvanih GMVA (Global 3mm VLBI Array). Kao što mu ime kaže, GMVA je već vrlo dugačak bazni interferometar. Dakle, spajanje GMVA-a s ALMA-om stvara svojevrsni Super VLBI.
"... ovu zvijer gledamo s vrlo posebnog uvida."
Heino Falcke, profesor radio astronomije na Sveučilištu Radboud.
„ALMA je kolekcija više od 50 radio jela. Čar novog ALMA faznog sustava je omogućiti svim tim posudama da djeluju kao jedan teleskop, koji ima osjetljivost jednog tanjura više od 75 metara. Ta osjetljivost i njen položaj visoko u planinama Anda, čine je savršenom za ovo Sgr A * istraživanje “, kaže Shep Doeleman iz CfA, koji je bio glavni istraživač ALMA faznog projekta.
"Proboj u kvaliteti slike proizašao je iz dva faktora", objašnjava Lindy Blackburn, radioastronomka iz CfA. "Promatrajući visoke frekvencije, korumpiranost slike iz međuzvjezdanog materijala bila je manje značajna, a dodavanjem ALMA-e udvostručili smo razlučivost našeg instrumenta."
Što su naučnici naučili iz ove inovacije? Kako su im ove vrhunske slike pomogle da razumiju našu supermasivnu crnu rupu, Sgr. A *?
Nove slike pokazuju da zračenje iz Sgr A * ima simetričnu morfologiju i manje je nego što se očekivalo - proteže se svega 300 milijuna. "To može značiti da se radijska emisija stvara na disku padajućeg plina, a ne pomoću zračnog mlaza", objašnjava Issaoun, koji je testirao računalne simulacije slike. "Međutim, to bi Sgr A * učinilo iznimkom u usporedbi s drugim crnim rupama koje emitiraju radio. Alternativa bi mogla biti da radio mlaz pokazuje gotovo direktno prema nama. "
Postoji puno rasprava oko energije koju zrači Sgr. A *, bez obzira radi li se o vrtložnom, grijanom materijalu u nasipnom disku ili iz mlaznica materijala usmjerenih dalje od otvora. To može ovisiti o našem položaju.
Issaoun-ov je nadzornik Heino Falcke, profesor radio astronomije na Sveučilištu Radboud. Falcke je bio iznenađen ovim rezultatom, a prošle godine bi Falcke ovaj novi mlazni model smatrao nevjerojatnim. No nedavno je drugi skup istraživača došao do sličnog zaključka koristeći ESO-ov vrlo veliki teleskopski interferometar optičkih teleskopa i neovisnu tehniku. "Možda je to ipak istina", zaključuje Falcke, "i ovu zvijer gledamo s vrlo posebne pogledne točke."
Astronomi nisu završili sa Sgr. A * još. Planiraju bolje i bolje gledati supermasiranu crnu rupu. „Prva zapažanja Sgr A * na 86 GHz datiraju od prije 26 godina, a bilo je samo nekoliko teleskopa. Tijekom godina kvaliteta podataka neprestano se poboljšavala kako se pridruži još teleskopa ”, kaže J. Anton Zensus, direktor Instituta Max Planck za radio astronomiju.
Slijedi Event Horizon teleskop.
EHT je međunarodna suradnja namijenjena istraživanju neposredne okoline crne rupe. To nije jedan teleskop, već je povezani sustav radio-teleskopa širom svijeta koji zajedno rade interferometrijom. Mjerenjem elektromagnetske energije iz regije koja okružuje crnu rupu s više radio posuda na više lokacija, mogu se utvrditi neka svojstva izvora.
Astronomi su proveli četverogodišnje korištenje EHT-a za proučavanje supermasivne crne rupe Sgr. To je razdoblje završilo u travnju 2017., ali tim od 200 znanstvenika i inženjera još uvijek radi na podacima. Do sada su objavili samo sliku računalnog modela onoga što se nadaju.
Michael Johnson je optimističan. "Ako je ALMA postigla isti uspjeh u pridruživanju teleskopu Event Horizon na još većim frekvencijama, tada ovi novi rezultati pokazuju da nas međuzvijezdano rasipanje neće spriječiti da zavirimo sve do horizonta događaja crne rupe."
Rezultati tima objavljeni su u Astrofizičkom časopisu.
Izvori:
- Priopćenje za javnost: Podizanje vela na crnu rupu u srcu naše galaksije
- Istraživački rad: Veličina, oblik i raspršenje Strijelca A * na 86 GHz: Prvi VLBI s ALMA
- Svemirski magazin: Evo kako izgledaju prve slike s događanja Horizon
- Ulaz iz Wikipedije: Strijelac A *
- Opservatorija ALMA
