Преди три години научната общност на Event Horizon Telescope (EHT) изненада света с първата снимка на черна дупка, заснета в съседната галактика M87. Сега същият екип за първи път показа преки визуални доказателства за с първото изображение на черната дупка в нашата галактика, използвайки наблюдения от глобална мрежа от радиотелескопи.
В тази статия ще ви разкажем как е получено изображение на черната дупка в нашата галактика и какви последици има тя.
Направете изображение на черната дупка в нашата галактика
Това е Стрелец A*, силно променлив източник на радиация, който постоянно се променя. Учените използват алгоритми от години, за да реконструират еволюцията му във времето, сякаш е „филм“, но сега те успяха и направиха своите неподвижни изображения. Ако искате да се задълбочите в това какво се случва, когато черна дупка стане активна, можете да прочетете повече в нашата статия за Какво се случва, когато една черна дупка от неактивна стане активна?.
В допълнение към набор от статии, публикувани в специално издание на The Astrophysical Journal Letters, екипът за сътрудничество на Event Horizon Telescope (EHT) разкри крайъгълния камък днес на серия от едновременни международни пресконференции по целия свят.
„Това е първото изображение на Стрелец A*, свръхмасивната черна дупка в центъра на Млечния път, което е 4 милиона пъти по-масивно от Слънцето. Ние предоставяме първото пряко визуално доказателство за съществуването им“, каза Сара Исаун, астрофизик от Харвард, научен сътрудник в центъра, изказвайки се в централата на Европейската южна обсерватория (ESO) в Мюнхен, Германия.
Резултатите предоставиха убедителни доказателства, че обектът е черна дупка и предоставиха ценни улики за работата на тези гигантски звезди, за които се смята, че се намират в центровете на повечето галактики. За повече информация относно черните дупки в нашата галактика вижте нашата специална статия за черната дупка в Млечния път.
Според повече от 300 учени от 80-те центъра, участващи в откритието, гигантската дупка "тежи" около 4 милиона слънчеви маси, в регион, не по-голям от нашата слънчева система, 27.000 XNUMX светлинни години от нашата планета. От наша гледна точка е с размерите на поничка на луната в небето.
първо визуално доказателство
Изображението е дългоочакван поглед към масивния обект в центъра на нашата галактика. Учените са видели звезди, обикалящи около много големи, компактни, невидими обекти в центъра на Млечния път. Това силно подсказва, че небесното тяло Садж А* е черна дупка.
Въпреки че не можем да видим самата черна дупка, защото е напълно тъмна, светещият газ около нея разкрива отличителна черта: тъмен централен регион (наречен сянка), заобиколен от ярка пръстеновидна структура. Новият изглед улавя светлината, огъната от мощната гравитация на черната дупка. Ако искате да научите повече за черните дупки и тяхното съществуване, посетете нашата статия за черни дупки.
„Бяхме изненадани, че размерът на пръстена съвпада толкова добре с прогнозите на общата теория на относителността на Айнщайн“, каза Джефри Бауър, главен учен на проекта EHT в Института по астрономия и астрофизика, Academia Sinica, Тайпе. „Тези безпрецедентни наблюдения значително подобряват нашето разбиране за това, което се случва в центъра на нашата галактика и предоставят нови прозрения за това как гигантските черни дупки взаимодействат с околната среда".
Наблюдението на такъв отдалечен обект ще изисква телескоп с размерите на Земята, макар и практически или еквивалентен, и това е, което EHT може да постигне. Състои се от осем радиотелескопа, разположени в Чили, САЩ, Мексико, Испания и Южния полюс. В САЩ, управлявана от Европейската южна обсерватория (ESO) и други международни партньори в пустинята Атакама в Чили, в Европа се откроява Институтът за милиметрична радиоастрономия (IRAM) в Сиера Невада (Гранада).
EHT наблюдаваше Стрелец A* в продължение на няколко последователни нощи, събирайки данни в продължение на часове, подобно на използването на дълги експозиции на неподвижна камера. Сред радиотелескопите, които съставляват EHT, антената IRAM на Дължината от 30 метра изигра решаваща роля в наблюденията, което позволява да се получат първите изображения. За повече подробности как се образува черна дупка, посетете нашата статия за как се образува черна дупка.
Чрез техника, наречена много дълга референтна интерферометрия (VLBI, която използва математически операции вместо лещи), сигналите от всички радиотелескопи са комбинирани и техните данни се обработват от алгоритми и суперкомпютри, за да се възстанови възможно най-доброто изображение.
Талия Траяну, изследовател от Андалуския институт по астрофизика (IAA-CSIC), добавя: „Технологията ще ни позволи да получим нови изображения на черни дупки и дори филми“.
Две подобни черни дупки
По отношение на изображението на черната дупка в галактиката M87, направено през 2019 г., учените са съгласни, че двете черни дупки изглеждат много сходни, въпреки че черната дупка в нашата галактика той е повече от 1000 пъти по-малък и по-малко масивен от M87*, който е на 55 милиона светлинни години. Гигантската звезда има маса от 6.500 милиарда слънца и диаметър 9.000 милиарда километра, което означава, че слънчевата система до Нептун ще влезе в нея.
„Имаме два напълно различни вида галактики и две много различни маси черни дупки, но близо до краищата на тези черни дупки, те изглеждат изненадващо подобни“, каза Сера Маркоф, съпредседател на научния комитет на EHT и професор по теоретична астрофизика в университета в Амстердам. Това ни казва, че общата теория на относителността управлява тези обекти отблизо и че всички разлики, които виждаме на по-големи разстояния, се дължат на разликите в материята около черната дупка. Ако искате да научите повече за най-голямата черна дупка в Млечния път, можете да разгледате нашата статия за най-голямата черна дупка в Млечния път.
Ето как Роберто Емпаран, теоретичен физик и професор по ICREA в Института по космология на Университета в Барселона, обяснява пред SMC Испания: „В момента можем да кажем, че приликата между изображението на M87* от 2019 г. и текущото изображение идва от SgrA *, което показва, че независимо от размера на черната дупка, най-близката до черната дупка среда е много подобна. Бъдещите наблюдения ще ни кажат повече за свойствата на материята, заобикаляща черната дупка, и може да сме в състояние да разберем дали обектът наистина е това, което теорията на Айнщайн е предсказала, или е по-екзотичен „самозванец“ или „подражател“.
Гонсало Дж. Олмо, професор в катедрата по теоретична физика и IFIC на Хибридния център на Университета на Валенсия и CSIC, и Диего Рубиера-Гарсия, изследовател на таланти в катедрата по теоретична физика на Университета Комплутенсе в Мадрид съвпадат. „Въпреки че този обект е хиляди пъти по-голям от обектите, наблюдавани днес в Млечния път, неговата прилика с нашата „малка“ черна дупка показва общостта на физиката, която описва тези обекти“, подчертават те пред SMC Испания.
Въпреки това, днешните резултати са много по-трудни от M87*, въпреки че Стрелец A* е по-близо. Екипът трябваше да разработи сложни нови инструменти, за да обясни движението на газ около Sgr A*. Докато M87* е по-прост и по-стабилен обектив, почти всички изображения изглеждат еднакви, Sgr A* не е така.
„Газът близо до черната дупка се движи със същата скорост, почти толкова бързо, колкото светлината, близо до Стрелец A* и M87*“, обясни ученият от EHT Чи-куан Чан от Обсерваторията на Стюард и катедра по астрономия и данни в Университета на Аризона, докато газът отнема дни до седмици, за да обиколи по-големия M87*, много по-малкият Стрелец A* завършва орбита за минути."
„Това означава, че яркостта и моделът на газа около Стрелец A* бързо се променят, тъй като EHT си сътрудничи, за да го наблюдава: това е малко като да се опитваш да получиш ясна картина на кученце, което бързо гони опашката си— продължи той.
Изображението на черната дупка на Sgr A* е средна стойност от различните изображения, извлечени от екипа, като накрая за първи път разкрива гигантската звезда в центъра на Млечния път.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за снимките, заснети от черната дупка в нашата галактика.
