Skoraj nepredstavljivo ogromna črna luknja se nahaja v središču Mlečne poti. Seveda pa tega še nihče ni videl (vrsta, več o tem kasneje): vse temelji na drugih dokazih, razen na neposrednem opazovanju.
SMBH Mlečne poti se imenuje Strelec A * (sgr. A *) in je približno 4 milijone krat bolj masiven kot Sonce. Znanstveniki vedo, da je tam, ker lahko opazujemo učinek, ki ga ima na materijo, ki se mu preveč približa. Zdaj imamo enega najboljših pogledov na Sgr. A *, zahvaljujoč se skupini znanstvenikov, ki uporabljajo tehniko, imenovano interferometrija.
Kot je sgr. Močna gravitacija * pritegne plin in prah vanjo, plin in prah se vrtita okoli luknje. Ogromno količine energije seva nekako, kar astronomi lahko vidijo. A astronomi niso ravno prepričani, kaj sprošča to energijo. Ali prihaja iz vrtinčnega materiala? Ali pa prihaja iz curkov materiala, ki streljajo stran od luknje?
"O izvoru sevanja Sgr A * se razpravlja že desetletja."
Michael Johnson iz Centra za astrofiziko | Harvard in Smithsonian (CfA)
"O izvoru sevanja Sgr A * se razpravlja že desetletja," pravi Michael Johnson iz Centra za astrofiziko | Harvard in Smithsonian (CfA). "Nekateri modeli napovedujejo, da sevanje prihaja iz diska materiala, ki ga pogoltne črna luknja, drugi pa ga pripisujejo curku materiala, ki strelja stran od črne luknje. Brez ostrejšega pogleda na črno luknjo ne moremo izključiti nobene možnosti. "
Torej razumevanje črnih lukenj pomeni, da morajo astronomi bolj jasno videti območje luknje. Toda dogodki na Sgr. A * so zakriti z grudasti oblaki elektronov med nami in središčem galaksije. In ti oblaki zamegljujejo in izkrivljajo naš pogled na črno luknjo.
Skupini astronomov je uspelo pogledati skozi te elektronske oblake, da bi jasneje videli, kaj se dogaja pri Sgr. A *. Ekipo vodi vodja
Doktorska študentka univerze Radboud Sara Issaoun in za ogled sgr. Soseska, so se opirali na tehniko, imenovano zelo dolga osnovna interferometrija (VLBI).
Rezultat? Ena naših najbolj jasnih slik, kaj se dogaja v supermasivni črni luknji naše galaksije.
Interferometrija je tehnika povezovanja več teleskopov skupaj za učinkovitejše upodabljanje oddaljenega predmeta. Kolikor daljše so razsežnosti, daljša je osnovna črta in večja je učinkovita odprtina. Z VLBI, uporabljenim v tej raziskavi, posamezni teleskopi raztezajo globus in ustvarijo ogromno virtualnega teleskopa.
Toda obstajali so tudi drugi interferometri, ki niso videli Sgr. A * to jasno. Skupina, ki stoji za to raziskavo, je napredovala v interferometriji. Zmogljiv ALMA (Atacama Large Millimeter Array) v Čilu so opremili z novo elektroniko, imenovano fazni sistem. To je omogočilo ALMA, ki je že interferometer, da se pridruži mreži 12 drugih teleskopov, imenovanih GMVA (Global 3mm VLBI Array). Kot že ime pove, je GMVA že zelo dolg osnovni interferometer. Tako združitev GMVA z ALMA ustvarja neke vrste Super VLBI.
"... na to zverino gledamo s posebnega vidika."
Heino Falcke, profesor radijske astronomije na univerzi Radboud.
»Sama ALMA je zbirka več kot 50 radijskih jedi. Čar novega faznega sistema ALMA je, da vsem tem posodam omogoča, da delujejo kot en sam teleskop, ki ima občutljivost ene same posode več kot 75 metrov. Zaradi občutljivosti in njene lege v gorah Andov je popolna za to študijo Sgr A *, «pravi Shep Doeleman iz organizacije CfA, ki je bil glavni preiskovalec projekta faze ALMA.
"Preboj v kakovosti slike je izhajal iz dveh dejavnikov," razlaga Lindy Blackburn, radioastronomka na CfA. "Z opazovanjem na visokih frekvencah je bila korupcija slike iz medzvezdnega materiala manj pomembna, z dodajanjem ALMA pa smo podvojili ločljivo moč našega instrumenta."
Kaj so se znanstveniki naučili iz te inovacije? Kako so jim te vrhunske slike pomagale razumeti našo supermasivno črno luknjo, sgr. A *?
Nove slike kažejo, da ima sevanje Sgr A * simetrično morfologijo in je manjše od pričakovanega - obsega le 300 milijonov stopinj. "To lahko pomeni, da radijska oddaja nastaja na disku padajočega plina in ne z radijskim curkom," razlaga Issaoun, ki je računalniške simulacije preizkusil na slikah. "Vendar bi to naredilo Sgr A * izjemo v primerjavi z drugimi črnimi luknjami, ki oddajajo radio. Druga možnost je, da radijski curek usmeri skoraj neposredno na nas. "
Veliko energije se razpravlja o energiji, ki jo izžareva sgr. A * in ne glede na to, ali gre za vrtinčenje, segret material v navojnem disku ali iz curkov materiala, usmerjenih stran od luknje. To je lahko odvisno od naše razgledne točke.
Issaoun-ov nadzornik je Heino Falcke, profesor radijske astronomije na univerzi Radboud. Falcke je bil nad tem rezultatom presenečen, lani pa bi Falcke ocenil, da je ta novi model curka neverodostojen. Toda pred kratkim je drugi raziskovalci prišel do podobnega zaključka z ESO-jevim zelo velikim teleskopskim interferometrom optičnih teleskopov in neodvisno tehniko. "Mogoče je to res," zaključi Falcke, "in na to zver gledamo s posebnega vidika."
Astronomi še niso končali s sgr. A * še. Načrtujejo, da bodo boljši in boljši pogledi na supermasivno črno luknjo. "Prva opažanja Sgr A * pri 86 GHz so izpred 26 let, le nekaj teleskopov. Z leti se je kakovost podatkov nenehno izboljševala, saj se pridruži več teleskopov, "pravi J. Anton Zensus, direktor Inštituta Max Planck za radio astronomijo.
Naslednji je teleskop Event Horizon.
EHT je mednarodno sodelovanje, namenjeno preiskovanju neposredne okolice črne luknje. To ni en teleskop, temveč povezan sistem radijskih teleskopov po vsem svetu, ki skupaj uporabljajo interferometrijo. Z merjenjem elektromagnetne energije iz območja, ki obdaja črno luknjo z več radijskimi jedmi na več lokacijah, je mogoče pridobiti nekatere lastnosti vira.
Astronomi so preživeli štiri leta z uporabo EHT za preučevanje supermasivne črne luknje Sgr. To obdobje se je končalo aprila 2017, toda skupina 200 znanstvenikov in inženirjev še vedno dela na podatkih. Do zdaj so izdali le podobo računalniškega modela, kaj si upajo videti.
Michael Johnson je optimističen. "Če ima ALMA enak uspeh, ko se pridruži teleskopu Event Horizon pri še višjih frekvencah, potem ti novi rezultati kažejo, da nas medzvezdna razpršenost ne bo ustavila, da bi se pokukali vse do obzorja črne luknje."
Rezultati ekipe so bili objavljeni v Astrophysical Journal.
Viri:
- Sporočilo za javnost: Dviganje tančice na črno luknjo v središču naše galaksije
- Raziskovalni članek: Velikost, oblika in razpršitev Strelca A * pri 86 GHz: Prvi VLBI z ALMA
- Space Magazine: Evo, kako izgledajo prve slike iz dogodka Horizon
- Vpis iz Wikipedije: Strelec A *
- Observatorij ALMA
