Свемирска истраживања и Црна рупа: Прва фотографија чудовишта са Млечног пута

Астрономи су обелоданили прву фотографију црне рупе која се налази у средишту наше галаксије.

BBC News 13.05.2022

Ово је џиновска црна рупа која живи у средишту наше галаксије, а први пут је забележена на фотографији.

Познат као Сагитаријус А*, овај објекат је невероватних четири милиона пута масе нашег Сунца.

Ово што видите је средишњи тамни предео где рупа обитава, окружена светлом које допире из суперзагрејаног гаса убрзаног огромним гравитационим силама.

Да бисте стекли јаснију слику, прстен је отприлике величине орбите Меркура око наше звезде.

То је пречник од око 60 милиона километара.

Срећом, ово чудовиште је јако, јако далеко до нас, удаљено неких 26.000 светлосних година, тако да не постоји никаква могућност да се некад нађемо у опасности од ње.

Ово је њихова друга таква слика, након што су 2019. године објавили фотографију огромне црне рупе у средишту друге галаксије зване Месијер 87, или М87.

Тај објекат био је више него хиљаду пута већи - 6,5 милијарду пута масе нашег Сунца.

„Али ова нова слика је посебна зато што је то наша супермасивна црна рупа&qуот;, каже професор Хајно Фалке, један од европских пионира који стоје иза пројекта ЕХТ (Евент Хоризон Телесцопе - ЕХТ).

„Ово је у 'нашем дворишту' и ако желите да разумете црне рупе и како оне функционишу, ова ће вам то рећи, зато што можемо да је видимо у ситне детаље&qуот;, каже за ББЦ Њуз овај немачко-холандски научник са Универзитета Радбоуд у Холандији.

Шта је црна рупа?

Црна рупа је предео свемира у ком се материја урушава у саму себе
Гравитациона сила је толико јака да ништа, чак ни светло, не може да побегне од ње
Црне рупе настају у експлозивној смрти неких великих звезда
Али неке су истински огромне и милијардама пута масе Сунца
Како се ова чудовишта - која могу да се нађу у средиштима галаксија - формирају остаје непознаница
Али очигледно је да напајају галаксију енергијом и да утичу на њену еволуцију

Ова слика је технички тур де форс.

Мора да буде.

На удаљености од 26.000 светлосних година од Земље, Сагитариус А*, или скраћено Сгр А*, сићушна је тачкица на небу.

Да би се разазнала једна таква мета, потребна је невероватно резолуција.

ЕХТ-ов трик је техника звана дугобазична интерферометрија (ВЛБИ).

Она практично комбинује мрежу од осам широко размештених радио антена које опонашају телескоп величине наше планете.

Тај распоред омогућава ЕХТ-у да ухвати угао неба који се мери микролучним секундама.

Чланови тима ЕХТ-а говоре о оштрини као кад би могли да видимо ђеврек на површини Месеца.

Чак и тад, потребни су атомски часовници, паметни алгоритми и бескрајни сати рада на суперкомпјутеру да би се створила слика од неколико петабајтова (1 ПБ износи један милион гигабајта) сакупљених података.

Начин на који црна рупа савија, или прелама, светлост значи да не може да се види ништа сем „сенке&qуот;, али блиставост материје која блешти око ове таме и исијаве се у прстен показује где се објекат налази.

Ако упоредите нову слику са претходном сликом М87, могли бисте да се запитате у чему је разлика.

Али постоје нека кључна одступања.

Маса црне рупе одређује величину њеног акреционог диска, илити прстена емисије.

Рупа живи у средишњој депресији блиставости.

Њена „површина&qуот; зове се хоризонт догађаја, граница у оквиру које се чак и светлосни зрак урушава у себе под закривљењем у простору-времену.

Блиставије области у акреционом диску су места на којима светло добија енергију док се окреће ка нама и тврди се да долази до доплеровог зрачења.

„Зато што је Сагитаријус А* много мања црна рупа - око 1.000 пута мања - њена прстенаста структура мења се на временској скали која је око 1.000 пута бржа&qуот;, објашњава члан тима доктор Зири Јоунси са Универзитетског колеџа у Лондону, у Великој Британији.

„Веома је динамична. 'Вреле тачке ' које видите у прстену померају се од дана до дана.&qуот;

Ово је веома очигледно на основу симулација које је тим направио: шта бисте видели кад бисте успели некако да се пребаците у средиште наше галаксије и видите сцену очима које су осетљиве на радио фреквенције.

Суперзагрејани, ускомешани гас или плазма у прстену путује око црне рупе значајним делићем брзине светлости (300.000 километара у секунди).

Светлији делови вероватно су места на којима се материјал креће ка нама и где је емитовање светла снабдевено енергијом, или „доплеровим зрачењем&qуот;, као последица тога.

Ове рапидне промене у близини Сгр А* део су разлога зашто је требало толико више времена да се произведе ова слика него М87.

Погледајте и видео о томе како је свемирски телескоп Хабл снимио је најудаљенију звезду до сада виђену

Тумачење података представљало је већи изазов.

Телескопске опсервације за обе црне рупе заправо су настале током истог периода почетком 2017. године, али М87, због веће величине и удаљености од 55 милиона светлосних година, делује статично у поређењу са овом новом.

Научници су већ почели да користе мере из нове слике како би тестирали физику коју тренутно користимо да бисмо описали црне рупе.

До сада је оно што су видели потпуно у складу са једначинама које је поставио Алберт Ајнштајн у теорији гравитације или опште релативности.

Сумњамо већ неколико деценија да у средишту наше галаксије живи супермасивна црна рупа.

Шта би друго могло да произведе гравитационе силе које убрзавају оближње звезде у свемиру брзинама до 24.000 км/с (поређења ради, наше Сунце путује галаксијом при брзини од смирених 230 км/с)?

Али, да све буде занимљивије, кад је комитет за Нобелову награду доделио астрономима Рајнхарду Генцелу и Андреи Гез награду за физику 2020. године за њихов рад на Сгр А*, образложење је помињало само „супермасивни компактни објекат&qуот;.

Био је то маневарски простор у случају да се испостави да је објашњење неки други егзотични феномен.

Сада, међутим, нема више никакве сумње.

Већ овог августа, нови супер свемирски телескоп Џејмс Веб окренуће своје око на Сгр А*.

Опсерваторија вредна 10 милијарди долара неће имати резолуцију да директно слика црну рупу и њен акрециони прстен, али ће пружити нове могућности у проучавању окружења црне рупе са својим невероватно осетљивим инфрацрвеним инструментима.

Астрономи ће моћи да проучавају у до сада невиђеним детаљима понашање и физику стотине звезда које круже око црне рупе.

Они ће чак потражити да ли има неких црних рупа величина звезда у региону, као и доказе о концентрисаним груменима невидљиве или тамне материје.

„Сваки пут кад добијемо ново средство које може да направи оштрију фотографију Универзума, дајемо све од себе да га уперимо у средиште галаксије и увек неизбежно сазнамо нешто фантастично&qуот;, каже Џесика Лу, професорка са Калифорнијског универзитета у Берклију, у САД, која ће предводити Вебову кампању.

Пратите нас на Фејсбуку,Твитеру и Вајберу. Ако имате предлог теме за нас, јавите се на ббцнасрпском@ббц.цо.ук

(ББЦ Невс, 05.13.2022)