Obejrzyj pierwszy obraz supermasywnej czarnej dziury w naszej galaktyce

(CNN hiszpański) – Po raz pierwszy astronomom udało się uchwycić pierwsze zdjęcie supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej galaktyki, Drogi Mlecznej, znanej jako Sagittarius A*. Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) poinformowało To stwierdzenie Że ten obraz „dostarcza niepodważalnego dowodu, że obiekt jest rzeczywiście czarną dziurą i dostarcza cennych wskazówek, jak to działa”.

To zdjęcie jest pierwszą bezpośrednią obserwacją, która potwierdza istnienie Strzelca A* jako bijącego serca tej galaktyki.

Czarne dziury nie emitują światła, ale na zdjęciu widać ich cień otoczony jasnym pierścieniem, odbitym przez grawitację czarnej dziury. Astronomowie powiedzieli, że czarna dziura jest cztery miliony razy większa niż nasze Słońce.

„Od dziesięcioleci astronomowie zastanawiali się, co leży w sercu naszej galaktyki, ponieważ przyciąga gwiazdy na ciasne orbity dzięki swojej ogromnej grawitacji” – powiedział w oświadczeniu Michael Johnson, astrofizyk z Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics.

„Na tym zdjęciu jesteśmy tysiące razy bliżej tych orbit, na których grawitacja staje się milion razy silniejsza. Z tej bliskiej odległości czarna dziura przyspiesza materię, zbliżając się do prędkości światła i skręca ścieżki skręconych fotonów (czasoprzestrzeni). )”.

Uchwyć czarną dziurę jako zespół

Zdjęcie zostało wykonane przez Event Horizon Telescope (EHT), formację Dołącz do ośmiu istniejących obserwatoriów radiowych wokół planety, tworząc jeden hipotetyczny teleskop „rozmiarów Ziemi”, wyjaśnił ESO. „Teleskop nosi nazwę horyzontu zdarzeń, krawędzi czarnej dziury, poza którą światło nie może uciec” – dodaje obserwatorium. W przedsięwzięciu tym wzięło udział ponad 300 naukowców z 80 instytucji.

W rzeczywistości obraz czarnej dziury Sgr A*, który znamy teraz, jest średnią różnych obrazów, które EHT wydobył z obserwacji z 2017 roku.

📢 Najnowsze wiadomości: Dowiedz się o czarnej dziurze w centrum naszej galaktyki! Astronomowie ujawnili pierwszy obraz supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Obraz został wyprodukowany przez globalny zespół badawczy Umieść tweeta 📷EHT.Współpraca pic.twitter.com/Y4tlfmfL6k

– ESO Chile (ESO_Chile) 12 maja 2022

Czarna dziura znajduje się około 27 000 lat świetlnych od Ziemi. Nasz Układ Słoneczny znajduje się w jednym z ramion spiralnych Drogi Mlecznej, dlatego jesteśmy tak daleko od centrum galaktyki. Gdybyśmy mogli to zobaczyć na nocnym niebie, czarna dziura miałaby taki sam rozmiar jak pączek siedzący na Księżycu.

„Byliśmy zaskoczeni, jak dobrze rozmiar pierścienia odpowiada przewidywaniom ogólnej teorii względności Einsteina” – powiedział Jeffrey Bauer, naukowiec projektu EHT z Instytutu Astronomii i Astrofizyki Akademii Senya w Tajpej.

„Te bezprecedensowe obserwacje znacznie poprawiły nasze zrozumienie tego, co dzieje się w sercu naszej galaktyki, i dostarczyły nowych informacji na temat interakcji tych gigantycznych czarnych dziur z otoczeniem” – dodał.

Wyniki tego odkrycia zostały opublikowane w czwartek w specjalnym wydaniu Astrofizyczne listy z dziennika.

szukam czarnej dziury

Uchwycenie i potwierdzenie tego obrazu i tego odkrycia zajęło astronomom 5 lat. Wcześniej naukowcy obserwowali gwiazdy krążące wokół niewidzialnych, masywnych obiektów w centrum galaktyki.

Nagroda Nobla w dziedzinie fizyki 2020 została przyznana Rogerowi Penrose’owi, Reinhardowi Genzelowi i Andrei Geis za odkrycie czarnych dziur. Wśród nich dowody udostępnione przez Gheza i Genzela dotyczące masy obiektu w centrum Drogi Mlecznej.

„Widzimy teraz, że czarna dziura pochłania wokół siebie gaz i światło, ciągnąc je do bezdennego krateru” – powiedział w oświadczeniu Ramesh Narayan, astrofizyk teoretyczny z Harvard and Smithsonian Center for Astrophysics. „Ten obraz potwierdza dziesięciolecia prac teoretycznych nad zrozumieniem, w jaki sposób żywią się czarne dziury” – powiedział.

To drugie zdjęcie czarnej dziury, jakie udało mu się uchwycić. Pierwszym z nich jest historyczny EHT, który w 2019 roku był w stanie uchwycić obrazy M87* w sercu odległej galaktyki Messier 87, oddalonej o 55 milionów lat świetlnych.

To są dwa pierwsze obrazy czarnych dziur. Po lewej stronie znajduje się M87*, a po prawej łuk A*.

Chociaż oba obrazy wyglądają tak samo, łuk A* jest ponad 1000 razy mniejszy niż M87*.

„Mamy dwa zupełnie różne typy galaktyk i dwie zupełnie różne masy czarnych dziur. Ale w pobliżu krawędzi tych czarnych dziur wyglądają one niesamowicie podobnie”, Cera Markov, współprzewodnicząca Rady Naukowej EHT i profesor astrofizyki teoretycznej na University of California w Amsterdamie, powiedział w oświadczeniu.

„To mówi nam, że[ogólna teoria względności Einsteina]ściśle rządzi tymi rzeczami. A wszelkie różnice, które widzimy więcej, muszą wynikać z różnic w materii otaczającej czarne dziury”.

Nie można zrobić zdjęcia

Chociaż czarna dziura Drogi Mlecznej znajduje się bliżej Ziemi, uchwycenie jej obrazu było trudniejsze.

„Gaz w sąsiedztwie czarnych dziur porusza się z tą samą prędkością, mniej więcej taką samą prędkością jak światło, wokół Sgr A* i M87*” – powiedział Chi Kuan Chan, naukowiec EHT z Steward Observatory in Research in Astronomy i M87. University of Arizona Data Science Institute powiedział w oświadczeniu.

„Ale podczas gdy gaz zajmuje kilka dni lub tygodni, aby okrążyć większą M87 *, znacznie mniejsza Sgr A * kończy orbitę w ciągu zaledwie kilku minut. Oznacza to, że jasność i wzór gazu wokół Sgr A * zmieniały się szybko, gdy obserwował EHT. To było jak próba uzyskania obrazu Clear szczeniaka szybko goniącego swój ogon ”.

Gdyby dwie supermasywne czarne dziury M87* i Sagittarius A* były obok siebie, Sagittarius A* zmniejszyłby się przed M87*, która jest ponad 1000 razy większa.

Globalna sieć astronomów musiała opracować nowe instrumenty, aby umożliwić szybki ruch gazu wokół Sagittarius A*. Uzyskany obraz jest średnią różnych zdjęć wykonanych przez zespół. Naukowcy z California Institute of Technology wyjaśnili, że uchwycenie obrazu Strzelca A* było jak zrobienie zdjęcia ziarnka soli w Nowym Jorku aparatem w Los Angeles.

„Ten obraz z Teleskopu Event Horizon wymaga czegoś więcej niż tylko zrobienia zdjęcia teleskopom na szczycie wysokich gór. Jest to produkt trudnych technicznie obserwacji teleskopowych i innowacyjnych algorytmów obliczeniowych” – wyjaśniła Catherine Bowman, badaczka z Rosenberg i adiunkt w Rosenberg Uniwersytet. Informatyka, nauki matematyczne, elektrotechnika i astronomia w Caltech podczas konferencji prasowej.

Bowman pracował również nad obrazem M87* w 2019 roku. Chociaż obraz Strzelca A* może wyglądać na rozmazany, „jest to jeden z najostrzejszych obrazów w historii” – powiedział Bowman.

Każdy teleskop został doprowadzony do limitu, który nazywa się granicą dyfrakcji, czyli maksymalną liczbą subtelnych cech, które można zaobserwować.

„I to jest w zasadzie poziom, na który patrzymy” – powiedział Johnson na konferencji prasowej. „Jest rozmazany, ponieważ aby obraz był wyraźniejszy, musimy odsunąć nasze teleskopy lub przejść na wyższe częstotliwości”.