Nauka

Z daleka wygląda jak UFO, ale jest dużo masywniejsza. Czarna dziura w centrum Galaktyki na "zdjęciu"

przeczytasz w 3 min.

Czarne dziury to obiekty, których atrakcyjność jest odwrotnie proporcjonalna do naszych możliwości ich dojrzenia. Widzieliśmy otoczenie czarnej dziury w galaktyce M87, a teraz możemy zobaczyć tę najważniejszą, czyli obiekt znany pod nazwą Sagittarius A*, w centrum Drogi Mlecznej

Pierwsze zdjęcie czarnej dziury w centrum Galaktyki, a w praktyce jej otoczenia, gdyż samej czarnej dziury nie sposób dojrzeć znanymi nam technikami, było niemal tak mocno wyczekiwane przez astronomów jak pierwsze ostre fotografie z teleskopu Webb. Choć Sagittarius A* (Sgr A*) to czarna dziura, która jest cztery miliony bardziej masywna od naszego Słońca i w widoczny sposób zaburza trajektorie gwiazd w centrum Drogi Mlecznej, jej dojrzenie wymagało kolaboracji astronomów pod nazwa EHT.

Obiekt Sgr A* odkryto w 1974 roku jako zwarte źródło promieniowania radiowego, które utożsamiano później z supermasywną czarną dziurą

Pierwszy obraz bliskiego otoczenia czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej i jak go uzyskano

EHT (Event Horizon Telescope, czyli Teleskop Horyzontu Zdarzeń) to sieć radioteleskopów rozsianych na czterech kontynentach, które dzięki technice interferometrii wielkobazowej, są w stanie zobaczyć obiekty tak małe jak pączek leżący na powierzchni Księżyca. Bo to właśnie takiej wielkości dla obserwatora z Ziemi jest pokazany na zdjęciu pierścień.

Sieć EHT
Sieć radioteleskopów Event Horizon Telescope

Teleskopy, które brały udział w obserwacjach czarnej dziury w centrum Galaktyki to między innymi sieć ALMA oraz radioteleskop APEX na pustyni Atacama w Chile, a także 30-metrowy radioteleskop IRAM w Hiszpanii, NOEMA, czyli radioteleskop do obserwacji w falach milimetrowych we Francji. Łącznie było to osiem instrumentów.

Jasny pierścień wokół czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, widoczny na zdjęciu, ma rozmiar 52 mikrosekund łuku. Dla porównania, przekątna tarczy Księżyca to aż 1859998670 mikrosekund łuku. Czyli prawie 36 milionów razy więcej

Z zebranych danych dało się uzyskać obraz otoczenia czarnej dziury, na który składa się ciemny dysk w którym skrywa się właśnie czarna dziura i świetlny pierścień, który powstał z zakrzywienia i zogniskowania światła, emitowanego przez otaczający czarną dziurę gaz, przez jej ogromną masę. Uzyskanie obrazu wymagało przetworzenia informacji z pomocą superkomputera w centrum Maxa Plancka w Niemczech. I sporo czasu, bo wielogodzinne obserwacje przeprowadzono jeszcze w 2017 roku.

Fotografowanie otoczenia czarnej dziury w Drodze Mlecznej to wyjątkowe wyzwanie

Jak wskazują astronomowie z zespołu EHT, obserwowanie masywniejszej, ale też dużo odleglejszej niż Sgr A*, czarnej dziury w supermasywnej galaktyce M87 było dużo łatwiejsze. Galaktyka M87 znajduje się 53 miliony lat świetlnych od nas, a centrum Drogi Mlecznej „tylko” 26 tysięcy lat świetlnych. Na dodatek „nasza” czarna dziura jest mniejsza niż ta w centrum M87, która waży 6,5 miliarda mas Słońca. W efekcie gaz otaczający ją szybciej zmienia swoją pozycję, co utrudnia uzyskanie stabilnego obrazu przy długiej ekspozycji.

Sgr A*
Przykładowe składowe obrazy, które tworza wynikowe zdjęcie Sgr A*

Gaz w otoczeniu czarnych dziur porusza się z tą samą prędkością - niemal równą prędkości światła - zarówno dla centrum Drogi Mlecznej jak i M87. Jednakże w tym drugim przypadku pełen obieg trwa dni a nawet tygodnie, to w przypadku Sgr A* są to minuty. Obraz tego obiektu zmienia się w tak dużym tempie, że jego fotografowanie przypomina próbę uchwycenia ostrego obrazu szczeniaka, który goni za swoim ogonem - Chi-kwan (‘CK’) Chan ze Steward Obserwatory na Uniwersytecie w Arizonie

Najlepiej byłoby rejestrować obrazy „na krótkim czasie”, co jednak przeszkadza w uzyskaniu wyraźnych obrazów tak słabo świecącego obiektu.

Poniżej wideo, które wyjaśnia technikę tworzenia wynikowych obrazów, zarówno dla czarnej dziury w galaktyce M87 jak i w Drodze Mlecznej.

Ogólna Teoria Względności po raz kolejny potwierdzona

Dla nas, zdjęcia czarnej dziury w M87 jak i tej w centrum Drogi Mlecznej mogą wydać się podobne i to wszystko. Jednak dla astronomów badających te obiekty to podobieństwo jest kluczowe w przypadku czarnych dziur o kompletnie różnych masach, w centrach różnego typu galaktyk. Droga Mleczna to jak wiecie, galaktyka spiralna o rozmiarze dysku około 150 tysięcy lat świetlnych, M87 to galaktyka eliptyczna, która ma rozmiar prawie miliona lat świetlnych. A mimo to, najbliższym otoczeniem czarnych dziur w ich centrach rządzą te same prawa Ogólnej Teorii Względności, stąd tak podobny wygląd.

Czarne dziury porównanie
Porównanie rozmiarów czarnych dziur w M87 i Drodze Mlecznej. Ta nasza jest malutka, ale i tak prawie wypełnia objętością orbitę Merkurego. Z kolei w M87 mamy giganta, który jest znacznie większy niż odległość, do której dotarł Voyager 1

Badania Sgr A* za pomocą EHT są kontynuowane. W marcu 2022 roku miała miejsce kolejna faza obserwacji, której wyniki wciąż są analizowane. Natomiast dotychczasowe wyniki, również z pomocą teleskopów optycznych pracujących w podczerwieni, pozwoliły określić podane w tym tekście rozmiary, odległość jak i masę Sgr A* dokładniej niż kiedykolwiek.

Źródło: ESO, inf. własna

Komentarze

14
Zaloguj się, aby skomentować
avatar
Komentowanie dostępne jest tylko dla zarejestrowanych użytkowników serwisu.
  • avatar
    Mario2k
    1
    Ogólna teoria względności posiada ciemne dziury , i gryzie się z fizyką Qwantową , jeszcze się może okazać że całą tą naszą fizykę szlak trafi i będą musieli ustalać ją od nowa .
    • avatar
      NiemenCrystal
      1
      Czy wiecie, że szkło kryształowe wykorzystywane jest też w znanej biżuterii firmy Swarovski? Założyciel firmy i twórca legendy marki, Daniel Swarovski, sam produkował szkło kryształowe do swojej biżuterii, a jego autorska receptura jest tajna do dziś. Macie okazję ozdobić swój dom/mieszkanie i wydobyć z niego jeszcze więcej piękna dzięki misom i wazonom ze szkła kryształowego! Podrzucam wam link do takich mis i wazonów, serdecznie polecam
      https://niemencrystal.com/kategoria-produktu/misy-i-wazony/
      • avatar
        pawluto
        -11
        Czarna dziura...zdjęcia niczym robione na starej nokii...
        Wszystko to wskazuje że to mega brednie.
        • avatar
          DariozTorrent
          -14
          Ta w czasach rozdzielczości 8K i nadchodzącej wielkimi krokami 16K i super obrazami ostrymi jak żyleta dostajemy jak zwykle zamazane zdjecie na którym nic nie widać.
          Poptoshop zwykły aby NASA dalej otrzymywała gigantyczne pieniądze na swoje utrzymanie. Wszystkie ich zdjęcia zawsze były tworzone w komputerach!!!