Attēla kredīts: NRAO
Trīsdesmit gadus pēc tam, kad astronomi atklāja noslēpumaino objektu tieši mūsu Piena Ceļa galaktikas centrā, starptautiskai zinātnieku komandai beidzot ir izdevies tieši izmērīt šī objekta izmēru, kurš ieskauj melno caurumu gandrīz četrus miljonus reižu masīvāku par Sauli. Šī ir līdz šim tuvākā teleskopiskā pieeja melnajam caurumam, un tā turpmākajiem novērojumiem ļauj sasniegt galveno astrofizikas robežu. Lai panāktu sasniegumu, zinātnieki izmantoja Nacionālā zinātnes fonda ļoti garu bāzes līnijas masīvu (VLBA) radioteleskopu.
"Tas ir liels solis uz priekšu," sacīja Džefrijs Bowers no Kalifornijas universitātes Bērklijā. “Tas ir kaut kas, ko cilvēki ir gribējuši darīt 30 gadus,” kopš Galaktikas centra objekts, saukts par Strēlnieku A * (izrunāts kā “zvaigzne”), tika atklāts 1974. gadā. Astronomiem par saviem pētījumiem tika ziņots 1. aprīļa izdevumā. Zinātnes ekspresis.
"Tagad mums ir objekta izmērs, bet joprojām ir noslēpums par tā precīzo raksturu," piebilda Bower. Nākamais solis, viņš paskaidroja, ir iemācīties tā formu, “lai mēs varētu pateikt, vai tā ir sprauslas, plāns disks vai sfērisks mākonis”.
Piena ceļa centru, kas atrodas 26 000 gaismas gadu attālumā no Zemes, aizēno putekļi, tāpēc redzamās gaismas teleskopi nevar izpētīt objektu. Kaut arī radioviļņi no Galaktikas centrālā reģiona var iekļūt putekļos, tos izkliedē turbulenta lādēta plazma telpā pa redzes līniju līdz Zemei. Šī izkliede bija satracinājusi iepriekšējos mēģinājumus izmērīt centrālā objekta izmēru, tāpat kā migla aizsedz tālu bāku atspīdumu.
“Pēc 30 gadiem radioteleskopi beidzot ir pacēluši miglu, un mēs varam redzēt, kas notiek,” sacīja Heino Falcke no Nīderlandes Vesterborkas radio novērošanas centra Nīderlandē, cits pētnieku grupas loceklis.
Spilgtais, radio izstarojošais objekts precīzi iederētos tieši Zemes orbītas ceļā ap Sauli, sacīja astronomi. Viņi aprēķina, ka melnais caurums atrodas apmēram 14 miljonu jūdžu attālumā un viegli iederas Merkura orbītā. Melnie caurumi ir tik blīvas matērijas koncentrācijas, ka pat spēcīgā smaguma spēkos nevar izkļūt pat gaisma.
Jaunie VLBA novērojumi astronomiem sniedza vislabāko ieskatu melnā cauruma sistēmā. "Mēs esam daudz tuvāk tam, lai redzētu melnā cauruma ietekmi uz tā vidi šeit nekā jebkur citur," sacīja Bowers.
Tiek uzskatīts, ka Piena Ceļa centrālais melnais caurums, tāpat kā tā masīvākie brālēni aktīvākos galaktikas kodolos, ievelk materiālu no apkārtnes un šajā procesā veicina radioviļņu izstarošanu. Kaut arī jaunie VLBA novērojumi nav snieguši galīgo atbildi par šī procesa būtību, tie ir palīdzējuši izslēgt dažas teorijas, sacīja Bowers. Balstoties uz jaunāko darbu, viņš paskaidroja, ka galvenās radio izstarojošā objekta rakstura teorijas ir subatomisko daļiņu strūklas, līdzīgas tām, kuras redzamas radiogalaktikās; un dažas teorijas par matēriju tiek paātrinātas netālu no melnā cauruma malas.
Tā kā astronomi pētīja Strēlnieku A * augstākās un augstākās radiofrekvencēs, objekta šķietamais izmērs kļuva mazāks. Arī šis fakts, sacīja Bowers, palīdzēja izslēgt dažas idejas par objekta dabu. Novērotā lieluma samazināšanās, palielinoties frekvencei vai īsākam viļņa garumam, arī astronomiem rada tantalizējošu mērķi.
"Mēs domājam, ka mēs beidzot varam novērot pietiekami īsā viļņa garumā, ka mēs redzēsim nogriezni, kad sasniegsim paša melnā cauruma lielumu," sacīja Bower. Turklāt viņš teica: "turpmākajos novērojumos mēs ceram redzēt" ēnu ", ko rada gravitācijas izkliedētāja efekts no ļoti spēcīgā melnā cauruma smaguma."
Falcke un viņa kolēģi 2000. gadā ierosināja šādu novērojumu teorētiski, un tagad tas šķiet realizējams. "Iztēlošanās melnā cauruma notikumu horizontā tagad ir mūsu rīcībā, ja nākamajos gados strādājam pietiekami smagi," piebilda Falcke.
Cits secinājums, ko zinātnieki izdarīja, ir tāds, ka “Bower saka, ka“ melnā cauruma kopējā masa ir ļoti koncentrēta ”. Jaunie VLBA novērojumi, pēc viņa teiktā, nodrošina "visu laiku precīzāko supermasīvā melnā cauruma masas lokalizāciju". Šo novērojumu precizitāte ļauj zinātniekiem apgalvot, ka vismaz 40 000 Saules masai jādzīvo telpā, kas atbilst Zemes orbītas lielumam. Tomēr šis skaitlis atspoguļo tikai zemāko masas robežu. Visticamāk, pēc zinātnieku domām, visa melnā cauruma masa - vienāda ar četriem miljoniem saules - ir koncentrēta labi radio izstarojošā objekta absorbētā apgabalā.
Lai veiktu mērījumus, astronomiem bija jādodas uz rūpīgu garumu, lai apietu plazmas “miglas” izkliedes efektu starp Strēlnieku A * un Zemi. “Mums bija smagi jāpiespiež sava tehnika,” sacīja Boweris.
Bower pielīdzināja uzdevumu “mēģinājumam redzēt jūsu dzelteno gumijas pīlēni caur dušas kabīnes matēto stiklu”. Veicot daudzus novērojumus, saglabājot tikai augstākās kvalitātes datus un matemātiski noņemot plazmas izkliedes efektu, zinātniekiem izdevās veikt pirmo reizi Strēlnieka A * izmēru.
Papildus Bower un Falcke pētnieku komandā ietilpst Robins Herršteins no Kolumbijas universitātes, Jūrs Hui Žao no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra, Millers Goss no Nacionālās radioastronomijas observatorijas un Donalds Bakers no Kalifornijas universitātes Berklijā. Falcke ir arī papildinātais profesors Nīmegenas universitātē un vieszinātnieks Maksima Planka Radioastronomijas institūtā Bonā, Vācijā.
Strēlnieku A * 1974. gada februārī atklāja Brūss Baliks, tagad Vašingtonas universitātē, un Roberts Brauns, tagad Kornellas universitātes Nacionālā astronomijas un jonosfēras centra direktors. Ir pārliecinoši pierādīts, ka tas ir Piena Ceļa centrs, ap kuru griežas pārējā Galaktika. 1999. gadā Marks Reids no Hārvarda-Smitsona astrofizikas centra un viņa kolēģi izmantoja VLBA Strēlnieka A * novērojumus, lai atklātu Zemes kustību orbītā ap Galaktikas centru un noteica, ka mūsu Saules sistēmai ir nepieciešami 226 miljoni gadu, lai izveidotu vienu shēmu ap Galaktika.
2004. gada martā 55 astronomi pulcējās Nacionālās radioastronomijas novērošanas centra telpās Zaļajā krastā, Rietumvirdžīnijā, uz zinātnisku konferenci, kurā svinēja Strēlnieka A * atklāšanu Zaļajā bankā pirms 30 gadiem. Šajā konferencē zinātnieki atklāja piemiņas plāksni uz viena no atklāšanas teleskopiem.
Ļoti garš bāzes līnijas bloks, kas ietilpst Nacionālajā radioastronomijas observatorijā, ir kontinenta mēroga radioteleskopu sistēma ar 10, 240 tonnu trauku antenām, sākot no Havaju salām līdz Karību jūras baseinam. Tas nodrošina visu astronomijas, Zemes vai kosmosa teleskopu vislielāko izšķirtspēju vai spēju redzēt sīkas detaļas.
Nacionālā radioastronomijas observatorija ir Nacionālā zinātnes fonda iekārta, kas darbojas saskaņā ar sadarbības līgumu ar Associated Universities, Inc.
Oriģinālais avots: NRAO ziņu izlaidums
