Πρώτη εικόνα του Τοξότη Α*, Η Υπερμεγέθης Μαύρη Τρύπα στο Κέντρο του Γαλαξία μας
Αυτή είναι η πρώτη ματιά στον Τοξότη Α*, την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα που βρίσκεται στον πυρήνα του γαλαξία μας, του Γαλαξία μας. Χάρη στη συνεργασία του Event Horizon Telescope που μας έφερε την πρώτη εικόνα μιας πίσω τρύπας, τώρα γνωρίζουμε πώς μοιάζει αυτός ο κοσμικός γίγαντας στη γωνιά μας του σύμπαντος.
Η βαρυσήμαντη εικόνα συνοδεύτηκε από παρατηρήσεις σε ακτίνες Χ από το αστεροσκοπείο Chandra της NASA. Μαζί αυτά παρέχουν εκπληκτικές νέες ιδέες για τον πιο σημαντικό κάτοικο στην καρδιά του Γαλαξία. Μεταξύ αυτών, η ομάδα ανακάλυψε ότι ο άξονας περιστροφής του Τοξότη Α* είναι σχεδόν στραμμένος απευθείας στη Γη. Τα αποτελέσματα της ομάδας EHT δημοσιεύονται στο The Astrophysical Journal Letters.
«Είμαστε έκπληκτοι από το πόσο καλά συμφωνούσε το μέγεθος του δακτυλίου με τις προβλέψεις της Θεωρίας της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν», δήλωσε ο επιστήμονας του προγράμματος EHT Geoffrey Bower από το Ινστιτούτο Αστρονομίας και Αστροφυσικής, Academia Sinica. «Αυτές οι πρωτοφανείς παρατηρήσεις έχουν βελτίωσε πολύ την κατανόησή μας για το τι συμβαίνει στο κέντρο του γαλαξία μας και πρόσφερε νέες ιδέες για το πώς αυτές οι γιγάντιες μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον τους."
Καθώς πηγαίνουν οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, ο Τοξότης Α* –προφέρεται ως «ένα αστέρι»– δεν είναι ο πιο μαζικός, αλλά εξακολουθεί να έχει πάνω από 4 εκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας σε έναν ορίζοντα γεγονότων που είναι περίπου 12 εκατομμύρια χιλιόμετρα (7,5 εκατομμύρια μίλια). απέναντι. Αυτή είναι 30 φορές η απόσταση Γης-Σελήνης.
Αυτό είναι αρκετά το μέγεθος, αλλά όταν πρόκειται να το παρατηρήσετε, δεν το καθιστά εύκολο. Πρώτα απ 'όλα, οι μαύρες τρύπες είναι από τη φύση τους μαύρες. Τίποτα, ούτε καν το φως μπορεί να ξεφύγει από τη βαρύτητά τους. Επομένως, δεν βλέπουμε απευθείας τον Τοξότη Α*, στην πραγματικότητα βλέπουμε τα ραδιοκύματα γύρω από τον ορίζοντα γεγονότων, την «επιφάνεια» της μαύρης τρύπας ή το όριο μεταξύ της μαύρης τρύπας και του υπόλοιπου σύμπαντος. Ο ορίζοντας γεγονότων είναι το κατώφλι όπου για να ξεφύγετε από την έλξη της μαύρης τρύπας θα χρειαστεί να κινηθείτε πιο γρήγορα από την ταχύτητα του φωτός. Είναι η σκιά του ορίζοντα γεγονότων της μαύρης τρύπας που κατάφεραν να φωτογραφίσουν οι αστρονόμοι.
Οι μαύρες τρύπες περιβάλλονται από έναν δίσκο προσαύξησης, έναν επίπεδο περιστρεφόμενο δίσκο αερίου, σκόνης και αστρικών συντριμμιών που περιφέρεται γύρω από τη μαύρη τρύπα, χωρίς να πέφτουν μέσα. Μπορούμε να δούμε αυτόν τον δίσκο επειδή η τεράστια δύναμη της βαρύτητας της μαύρης τρύπας επιταχύνει τα περιστρεφόμενα σωματίδια και συντρίβονται μεταξύ τους, απελευθερώνοντας ακτίνες Χ και ακτίνες γάμμα στο ορατό φως, που μας επιτρέπουν να παρατηρούμε – και τώρα να τραβάμε φωτογραφίες. Ο Τοξότης Α* είναι λοιπόν εκεί, αλλά αυτό που βλέπουμε είναι πώς παραμορφώνει τη βαρύτητα και συνεπώς το καυτό πλάσμα γύρω του.
Η δεύτερη πρόκληση είναι η απόστασή του. Σε απόσταση περίπου 26.600 ετών φωτός μακριά, ο Τοξότης Α* είναι ένα μικροσκοπικό αντικείμενο προς θέαση. Είναι το ισοδύναμο με το να βλέπεις ένα άτομο σε απόσταση περίπου ενός χεριού ή ένα ντόνατ στη Σελήνη. Για να φτάσετε σε αυτή την απίστευτη ανάλυση, χρειάζεστε ένα τεράστιο τηλεσκόπιο ή πρέπει να είστε πολύ έξυπνοι με τη φυσική. Η συνεργασία του Event Horizon Telescope έκανε το δεύτερο για να δημιουργήσει το πρώτο.
Χάρη σε μια τεχνική γνωστή ως Very Long Base Interferometry, είναι δυνατός ο συνδυασμός παρατηρήσεων από ραδιοτηλεσκόπια που χωρίζονται στη Γη από μια ορισμένη απόσταση με τρόπο που τα καθιστά ισοδύναμα με ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος του διαχωρισμού τους. Το τηλεσκόπιο Event Horizon διαθέτει παρατηρητήρια σε όλο τον κόσμο από τη Γροιλανδία και την Ανταρκτική έως την Ευρώπη και τη Χαβάη μέσω της Βόρειας και Νότιας Αμερικής. Μαζί, λειτουργούσαν ως τηλεσκόπιο τόσο μεγάλο όσο η Γη.
Αυτή η πρωτοποριακή συνεργασία κυκλοφόρησε την ιστορική πρώτη εικόνα του M87* –ο αστερίσκος συμβολίζει μια μαύρη τρύπα στην αστρονομία– το 2019, με απίστευτες επακόλουθες ενέργειες που περιλαμβάνουν τις πιο ακριβείς εικόνες του M87* και την πρώτη εικόνα του μαγνητικού πεδίου στην άκρη του μια πίσω τρύπα. Ο Τοξότης Α* είναι 1.600 φορές μικρότερος από τον Μ87*. Η πιο εσωτερική σταθερή τροχιά είναι περίπου 4,5 λεπτά φωτός αντί για εβδομάδες όπως το μεγαλύτερο αντικείμενο. Αυτό σημαίνει ότι το περιβάλλον γύρω από τον Τοξότη Α* αλλάζει πιο γρήγορα, γεγονός που έκανε τη δημιουργία αυτής της εικόνας πολύ πιο δύσκολη.
Η συνεργασία διεξήγαγε εκστρατείες παρατήρησης το 2021 και το 2022 με ακόμη περισσότερα τηλεσκόπια, επεκτείνοντας τις παρατηρήσεις τους σε άλλα αντικείμενα και με την ελπίδα να προχωρήσουν πέρα από τις ακίνητες εικόνες και να αποκαλύψουν το πρώτο βίντεο μιας μεταβαλλόμενης υπερμεγέθους μαύρης τρύπας.
