Майже немислимо величезна чорна діра розташована в основі Чумацького Шляху. Але, звичайно, ніхто його ніколи не бачив (щось про це пізніше пізніше): все засноване на доказах, окрім прямого спостереження.
SMBH Чумацького Шляху називають Стрільцем A * (Sgr. A *) і він в 4 мільйони разів більш масивний, ніж Сонце. Вчені знають, що це там, тому що ми можемо спостерігати вплив, який він надає на речовину, що наближається до нього. Тепер у нас є один із найкращих поглядів на сгр. A *, завдяки команді вчених, що використовували методику під назвою інтерферометрія.
Як сгр. Потужна сила тяжіння тягне до себе газ і пил, газ і пил кружляють навколо отвору. Величезна кількість енергії випромінюється якось, що астрономи можуть бачити. Але астрономи точно не впевнені, що звільняє цю енергію. Це виходить із закрученого матеріалу? Або це йде від струменів матеріалу, що стріляють далеко від ополонки?
"Про джерело випромінювання Sgr A * обговорювались десятиліттями".
Майкл Джонсон з Центру астрофізики | Гарвард і Смітсоніан (CfA)
"Про джерело випромінювання Sgr A * обговорювались десятиліттями", - каже Майкл Джонсон з Центру астрофізики | Гарвард і Смітсоніан (CfA). "Деякі моделі передбачають, що випромінювання надходить з диска матеріалу, який проковтується чорною дірою, а інші відносять його до струменя матеріалу, який відстрілює від чорної діри. Без чіткішого погляду на чорну діру ми не можемо виключити жодної можливості ".
Тому розуміння чорних дір означає, що астрономам потрібно чіткіше бачити область лунки. Але події у Сгр. A * затьмарені кусковими хмарами електронів між нами та центром галактики. І ці хмари розмивають і спотворюють наш погляд на чорну діру.
Команді астрономів вдалося переглянути ці електронні хмари, щоб чіткіше побачити, що відбувається на Sgr. А *. Команду очолює о
Аспірантка університету Радбуд Сара Іссоун, а також ознайомитися зі сгр. По сусідству * вони покладалися на методику, що називається Дуже довга базова інтерферометрія (VLBI).
Результат? Одне з наших найяскравіших зображень, що відбувається в надмасивній чорній дірі нашої галактики.
Інтерферометрія - це техніка використання декількох телескопів для більш ефективного зображення віддаленого об'єкта. Чим далі розділяються «сфери дії», тим довше базова лінія і тим більша ефективна діафрагма. За допомогою VLBI, використовуваного в цьому дослідженні, окремі телескопи охоплюють земну кулю, створюючи величезний різновид віртуального телескопа.
Але були й інші інтерферометри, і вони не бачили сгр. A * це однозначно. Команда, що стоїть за цим дослідженням, зробила ще один просування в інтерферометрії. Вони оснастили потужний ALMA (Atacama Large Millimeter Array) в Чилі новою електронікою, що отримала назву поступової системи. Це дозволило ALMA, яка вже є інтерферометром, приєднатися до мережі 12 інших телескопів під назвою GMVA (Глобальний 3-мм VLBI масив). Як видно з назви, GMVA - це вже дуже довгий базовий інтерферометр. Таким чином, приєднання GMVA до ALMA створює свого роду Super VLBI.
"... ми дивимося на цього звіра з дуже особливої точки зору".
Хайно Фальке, професор радіоастрономії університету Радбуд.
«Сама ALMA - це колекція понад 50 радіо-страв. Магія нової системи фази ALMA полягає в тому, щоб дозволити всім цим посудам функціонувати як єдиний телескоп, який має чутливість одного посуду більше 75 метрів. Ця чутливість та її розташування високо в горах Андів робить його ідеальним для цього дослідження Sgr A *, - каже Шеп Доельман із CfA, який був головним слідчим проекту по поступовому виконанню ALMA.
"Прорив якості зображення відбувся з двох факторів", - пояснює Лінді Блекберн, радіоастроном CfA. "Спостерігаючи на високих частотах, корупція зображень із міжзоряного матеріалу була менш значущою, і додавши ALMA, ми подвоїли рішучу силу нашого інструменту".
То що ж учені дізналися з цієї інновації? Як ці чудові образи допомогли їм зрозуміти нашу надмасивну чорну діру, сгр. А *?
З нових зображень видно, що випромінювання від Sgr A * має симетричну морфологію і менше, ніж очікувалося - воно охоплює лише 300 мільйонів градусів. "Це може вказувати на те, що радіовипромінювання виробляється в диску падаючого газу, а не за допомогою радіоструменя", - пояснює Іссаун, який перевіряв комп'ютерне моделювання зображень. "Однак це зробило б Sgr A * винятком порівняно з іншими чорними дірами, що випромінюють радіо. Альтернативою може бути те, що радіаційний струмінь майже прямо спрямований на нас ».
Існує багато дискусій навколо енергії, випромінюваної сгр. A *, чи не від закрученого, нагрітого матеріалу в накопичувальному диску чи від струменів матеріалу, спрямованих подалі від отвору. Це може залежати від нашої точки зору.
Керівник Іссона - Хайно Фальке, професор радіоастрономії університету Радбуд. Falcke був здивований таким результатом, і минулого року Falcke вважав би цю нову модель струменя неправдоподібною. Але нещодавно інший набір дослідників дійшов подібного висновку, використовуючи дуже великий телескопний інтерферометр ESO з оптичних телескопів та незалежну техніку. "Можливо, це правда, - підсумовує Фолк, - і ми дивимось на цього звіра з дуже особливої точки зору".
Астрономи не закінчили зі сгр. А * поки. Вони планують все краще і краще дивитися на надмасивну чорну діру. «Перші спостереження Sgr A * на частоті 86 ГГц датуються 26 років тому, лише кілька телескопів. З роками якість даних постійно поліпшується, коли приєднується все більше телескопів », - каже Дж. Антон Зенсус, директор Інституту радіоастрономії Макса Планка.
Далі йде телескоп "Горизонт події".
EHT - це міжнародна співпраця, призначена для дослідження безпосереднього оточення чорної діри. Це не один телескоп, а пов'язана система радіотелескопів по всьому світу, які працюють разом за допомогою інтерферометрії. Вимірюючи електромагнітну енергію з області, що оточує чорну діру, за допомогою декількох радіоактивних посудин у кількох місцях, можна отримати деякі властивості джерела.
Астрономи провели чотирирічний період, використовуючи EHT для вивчення надмасивної чорної діри Sgr. Цей період закінчився у квітні 2017 року, але команда з 200 вчених та інженерів все ще працює над даними. Поки що вони випустили лише зображення комп'ютерної моделі того, що сподіваються побачити.
Майкл Джонсон оптимістичний. "Якщо ALMA має такий же успіх у приєднанні телескопа" Горизонт подій "ще на більш високих частотах, то ці нові результати показують, що міжзоряне розсіювання не завадить нам заглянути до самого горизонту подій чорної діри".
Результати команди були опубліковані в журналі Astrophysical Journal.
Джерела:
- Прес-реліз: Підняття завіси на чорній дірі в серці нашої Галактики
- Дослідницький документ: Розмір, форма та розсіювання Стрільця A * при 86 ГГц: Перший VLBI з ALMA
- Космічний журнал: Ось як можуть виглядати перші зображення з горизонту події
- Запис у Вікіпедії: Стрілець A *
- Обсерваторія ALMA
