Przejdź do głównej zawartości

Odkrywanie czarnej dziury w centrum Galaktyki

Po dołączeniu ALMA do sieci teleskopów, astronomowie po raz pierwszy odkryli, że emisja z supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* (Sgr A*) w centrum naszej galaktyki pochodzi z mniejszego regionu, niż wcześniej sądzono. Może to wskazywać, że strumień radiowy od Sgr A* jest skierowany prawie bezpośrednio w naszą stronę.


Jak dotąd mglisty obłok gorącego gazu uniemożliwił astronomom wykonanie ostrych zdjęć supermasywnej czarnej dziury Sgr A*, poddając w wątpliwość jej prawdziwą naturę. Po dołączeniu potężnego teleskopu ALMA w północnym Chile do globalnej sieci radioteleskopów, astronomowie nadal mogli obserwować tę mgłę widząc, że źródło to wciąż zaskakuje: obszar pochodzącej z niego emisji jest tak mały, że źródło faktycznie może być skierowane bezpośrednio w stronę Ziemi.

Wykorzystując w obserwacjach technikę interferometrii wielobazowej (VLBI) na częstotliwości 86 GHz, która łączy wiele teleskopów w jeden wirtualny teleskop wielkości Ziemi, udało się stworzyć dokładną mapę rozpraszania światła blokującego nam Sgr A*. Usunięcie większości efektów rozpraszania pozwoliło stworzyć pierwszy obraz otoczenia czarnej dziury.

Nierozproszony obraz wysokiej jakości pozwolił zespołowi nałożyć ograniczenia na teoretyczny model gazu wokół Sagittarius A*. Większość emisji radiowej pochodzi z zaledwie trzystu milionowych stopnia, a jej źródło charakteryzuje się symetryczną morfologią. „Może to wskazywać, że emisja radiowa pochodzi z dysku opadającego gazu, a nie z dżetu radiowego. Gdyby tak było, oznaczałoby to, że Sgr A* jest wyjątkiem w porównaniu z innymi czarnymi dziurami emitującymi promieniowanie radiowe. Alternatywą może być to, że strumień radiowy skierowany jest dokładnie w naszą stronę” – wyjaśnia Sara Issaoun, która przetestowała na tych danych kilka modeli komputerowych.

Heino Falcke, profesor radioastronomii na Uniwersytecie Radboud oraz opiekun naukowy Issaoun mówi, że jest to bardzo nietypowe, ale nie wyklucza takiego rozwiązania. Jeszcze w zeszłym roku Falcke uznałby to za przekombinowany model, ale ostatnio zespół GRAVITY doszedł do podobnego wniosku, używając Bardzo Dużego Interferometru (VLTI) składającego się z teleskopów optycznych.  

Supermasywne czarne dziury powszechnie występują w centrach galaktyk i mogą generować najbardziej energetyczne zjawiska w znanym Wszechświecie. Uważa się, że wokół tych czarnych dziur materia opada na rotujący dysk, a jej część jest wyrzucana w przeciwnym kierunku w wąskich strumieniach, zwanych dżetami, z prędkością bliską prędkości światła, co zwykle prowadzi do emisji dużej ilości promieniowania radiowego.

Sagittarius A* jest najbliższą nam supermasywną czarną dziurą o masie około 4 mln Słońc. Jej pozorny rozmiar na niebie jest mniejszy niż sto milionowych części stopnia, co odpowiada rozmiarom piłki tenisowej na Księżycu widzianej z Ziemi. Aby ją zmierzyć, potrzeba techniki VLBI. Rozdzielczość osiągnięta dzięki VLBI jest zwiększana przez częstotliwość obserwacji. Najwyższa dotychczasowa częstotliwość wykorzystywana przez VLBI to 230 GHz. „Pierwsze obserwacje Sgr A* na częstotliwości 86 GHz pochodzą sprzed 26 lat i prowadzone były przy pomocy zaledwie kilku teleskopów. Z biegiem lat jakość danych i możliwość przetwarzania obrazu stale się poprawiały wraz ze zwiększającą się liczbą teleskopów w sieci” – mówi J. Anton Zensus, dyrektor Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka.

Udział ALMA w mm-VLBI jest ważny ze względu na jego czułość oraz usytuowanie na półkuli południowej. Oprócz ALMA w sieci uczestniczyło również 12 radioteleskopów w Ameryce Północnej i Europie. Osiągnięta rozdzielczość była dwukrotnie większa niż w poprzednich obserwacjach na tej częstotliwości i pozwoliła na stworzenie pierwszego obrazu Sgr A* całkowicie pozbawionego rozproszenia międzygwiazdowego – efektu spowodowanego przez nieregularność gęstości zjonizowanej materii znajdującej się wzdłuż pola widzenia pomiędzy Sgr A* a Ziemią.

Aby usunąć rozproszenie i uzyskać obraz, zespół wykorzystał technikę opracowaną przez Michaela Johnsona z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). „Mimo, że rozproszenie powoduje rozmycie i zniekształcenie obrazu Sgr A*, niesamowita rozdzielczość tych obserwacji pozwoliła nam dokładnie określić wartość rozproszenia. Mogliśmy usunąć większość efektów rozproszenia i bezpośrednio zobaczyć otoczenie czarnej dziury. Wspaniała informacja jest taka, że obserwacje te pokazują, że rozproszenie nie powstrzyma Teleskopu Horyzontu Zdarzeń przed zobaczeniem cienia czarnej dziury na 230 GHz, jeżeli on w ogóle istnieje” – mówi Johnson.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…