Trzydzieści lat po odkryciu tajemniczego obiektu w centrum Drogi Mlecznej grupa międzynarodowych naukowców w końcu dokładnie zmierzyła rozmiary źródła promieniowania radiowego Sagittarius A*, który otacza czarną dziurę około czterach milionów razy masywniejszą niż Słońce. Jest to najlepsze spojrzenie na czarną dziurę jakie udało się do tej pory osiągnąć.

Do tych przełomowych obserwacji naukowcy użyli radioteleskopu National Science Foundation's Very Long Baseline Array (VLBA).

Jest to wielki krok naprzód” – powiedział Geoffrey Bower z University of California w Berkeley. – “Jest to coś, na co niektórzy ludzie czekali 30 lat” odkąd w 1974 roku w centrum Galaktyki odkryto obiekt nazwany Sagittarius A*. Astronomowie ogłosili swoje badania w numerze Science Express z 1 kwietnia.

Znamy obecnie rozmiar tego obiektu, ale nadal nie posiadamy wiedzy na temat jego natury. Następnym krokiem jest poznanie jego kształtu, wtedy będzie mogli powiedzieć czy jest to dżet, cienki dysk czy sferyczna chmura” – wyjaśnia Bower.

Odległe od Ziemi o 26 tysięcy lat świetlnych centrum Drogi Mlecznej jest zasłonięte przez pył, dlatego światło widzialne nie może posłużyć do badania tego obiektu. Natomiast fale radiowe z centrum Galaktyki przechodzą przez pył, ale są silnie rozpraszane podczas przechodznie przez turbulentną naładowaną plazmę znajdującą się pomiędzy obiektem a Ziemią. To rozpraszanie fal radiowych przeszkadzało badaczom podczas wcześniejszych prób zmierzenia centralnego obiektu, podobnie jak mgła rozprasza światło latarnii morskiej.

Po trzydziestu latach radioteleskop w końcu przejrzał przez mgłę i możemy zobaczyć co się tam dzieje” – powiedział Heino Falcke z Westerbork Radio Observatory w Holandi.

Nowe obserwacje VLBA umożliwiły astronomom dokładniej spojrzeć na system czarnej dziury. “Jesteśmy znacznie bliżej zobaczenia efektów jakie powoduje czarna dziura w swym otoczniu w tym systemie, niż gdziekolwiek indziej“- powiedział Bower.

Obiekt zmieściłby się w obrębie orbity Ziemi. Naukowcy wyliczyli również, że sama czarna dziura, o średnicy około 22 milionów kilometrów, zmieściłaby się w obrębie orbity Merkurego.

Uważa się, że czarna dziura w centrum Drogi Mlecznej, tak samo jak jej kuzyni w centrach bardziej aktywnych galaktyk, ściąga na siebie materię z otoczenia i podczas tego procesu jest emitowane promieniowanie radiowe. Nowe obserwacje VLBA nie przyniosły odpowiedzi na temat natury tego procesu, jednak pomogły wykluczyć niektóre teorie. Najpopularniejsze teorie, które przetrwały próbę, mówią, że obiekt emitujący promieniowanie może być dżetem cząstek subatomowych, podobnym do obserwowanych w innych galaktykach radiowych. Inne teorie dotyczą przyspieszania materii w pobliżu granicy czarnej dziury.

Gdy astronomowie badali Saggitariusa A* w coraz wyższych i wyższych częstotliwościach, uzyskiwany rozmiar obiektu malał. “Fakt ten pozwolił nam wykluczyć niektóre pomysły dotyczące natury tego obiektu. Dał nam też nadzieje na jeszcze bardziej zaskakujące obserwacje” – skomentował Bower.

Uważamy, że będziemy mogli ostatecznie zaobserwować obiekt na tak krótkiej długości fali, że zaobserwujemy “dziurę” związaną z czarną dziurą. W przyszłych obserwacjach mamy również nadzieję zobaczyć cień rzucany przez efekt soczewkowania grawitacyjnego związanego z silnym przyciąganiem grawitacyjnym czarnej dziury” – powiedział Bower.

W 2000 roku Falcke i jego współpracownicy zaproponowali teoretyczne podłoże tych obserwacji i teraz jak widać wydaje się, że są one wykonalne. “Obserwowanie cienia na horyzoncie zdarzeń czarnej dziury jest możliwe, jeżeli przez najbliższe lata będziemy twardo pracować” – powiedział Falcke.

Naukowcy doszli również do innego wniosku. “Całkowita masa czarnej dziury jest bardzo skoncentrowana,a dodatkowo możemy wyznaczyć jej rozmieszczenie dokładniej niż kiedykolwiek” – twierdzi Bower. Astronomowie mówią, że masa obiektu wynosi około 40 000 mas Słońca i zawarła się w obszarze na wielkość ziemskiej orbity. Najprawdopodobnie sama czarna dziura, o masie 4 milionów mas Słońca, ulokowała się wewnątrz tego obszaru promieniowania radiowego.

Astronomowie wykonujący pomiary musieli starannie omijać efekt rozpraszania pomiędzy Saggitariusem A* a Ziemią. “Musieliśmy bardzo podciągną swoją technikę“- powiedział Bower.

Bower porównuje zadanie do “próby zobaczenia gumowej kaczki poprzez matowe szkło w kabinie prysznicowej“. Naukowcy korzystali z wielu obserwacji o bardzo wysokiej jakości i matematycznego wykluczania efektu rozpraszania na plazmie. W ten sposób udało im się ostatecznie zmierzyć rozmiar Saggitariusa A*.

Oprócz Bowera i Falcka do grupy naukowców należeli także Robin Herrnstein z Columbia University, Jun-Hui Zhao z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Miller Goss z National Radio Astronomy Observatory i Donald Backer z University of California-Berkeley. Falcke jest także profesrorem na Universiteit Nijmegen i gościennym naukowcem w Max Planck Institut fuer Radioastronomie w Bonn.

Saggitarius A został odkryty w lutym 1974 roku przez Brucea Balicka (obecnie na University of Washington) i przez Roberta Browna (dyrektor National Astronomy and Ionospheric Center na Cornell University). Obiekt okazał się centrum Drogi Mlecznej, wokół którego obraca się cały jej dysk. W 1999 roku Mark Reid z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i jego współpracownicy użyli VLBA do obserwacji Saggitariusa A*, aby zbadać ruch Ziemi na orbicie wokół centrum Galaktyki. Dzięki tym obserwacjom wiemy, że Słońce wykonuje jeden obrót wokół środka Galaktyki w ciągu 266 milionów lat.

W marcu 2004 roku 55 astronomów zgromadziło się w zabudowaniach National Radio Astronomy Observatory w Green Bank we Wschodniej Wirgini na konferencji poświęconej 30 rocznicy odkrycia Saggitariusa A* w Green Bank. Podczas tej konferencji naukowcy odsłonili pamiątkową tablice na jednym z teleskopów.

Autor

Wojciech Lizakowski

Komentarze

  1. Zbych    

    tłumaczenie — Tłumaczenie jest niejasne, pełne błędów logicznych i filologicznych. Można je poprawić? Zbych

  2. Hamster    

    Tłumaczenie 2 — Dokładnie. Wartosci liczbowe dot. masy i wielkości coś mi się nie zgadzają ! Ciężko mi sobie wyobrazić czrną dziurę o masie 40 000 mas słońca i wielkości orbity Ziemi !!!

    1. wottek    

      zrodlo — The precision of these observations allows the scientists to say that a mass of at least 40,000 Suns has to reside in a space corresponding to the size of the Earth’s orbit. Zrodlo: http://www.nrao.edu/pr/2004/sagastar/

  3. mia    

    Aktualizacja — Na zje?dzie Amerykańskiego Towarzystwa Postępów Nauki (American Association of the Advancement of Science) w Denver Andrea Ghez przedstawiła najnowsze wyniki: centralna czarna dziura naszej Galaktyki ma masę 4,1 miliona (z dokładno?ci?
    do 0,6 miliona) większ? od Słońca.

Komentarze są zablokowane.