Na krawędzi czarnej dziury

Na krawędzi czarnej dziury

03.09.2008


Łącząc możliwości teleskopów na Hawajach, w Arizonie i w Kalifornii międzynarodowy zespół astronomów kierowany przez
zespół MIT Haystack Observatory, dostrzegł struktury o rozmiarach kątowych 37 micro sekund łuku na krawędzi supermasywnej
czarnej dziury znajdującej się w centrum Drogi Mlecznej. To jeden z najlepszych wyników w historii astronomii.

Astronomowie połączyli razem radioteleskopy na Hawajach, w Arizonie i Kalifornii aby stworzyć wirtualny teleskop
o średnicy 4500 km umożliwiający obserwacje z rozdzielczością tysiąc razy większą niż Hubble Space Telescope.
Celem obserwacji był obiekt znany jako Sagittarius A*, od dawna uważany za pozycję czarnej dziury o masie
4 miliony razy większej od Słońca. Choć Sagittarius A* został odkryty trzydzieści lat temu, nowe badania po
raz pierwszy mają rozdzielczość kątową umożliwiającą obserwacje wystarczająco drobnych szczegółów, porównywalnych
ze średnicą horyzontu zdarzeń – regionu z którego nic, również światło, nie potrafi uciec.


Krótkie fale połączone z dużą odległością pomiędzy radioteleskopami czynią ten wirtualny teleskop idealnym narzędziem do badań czarnych dziur.

Lucy Ziurys

„Technika ta daje nam niezrównany widok obszaru w okolicach centralnej czarnej dziury naszej Galaktyki. Rozdzielczość
taka umożliwiłaby dostrzeżenie z Ziemi piłki golfowej na powierzchni Księżyca. „- mówi
Sheperd Doeleman z MIT, jeden z autorów artykułu, który zostanie opublikowany we wrześniowym numerze magazynu
Nature. „Nikt dotychczas nie uzyskał równie szczegółowych obrazów galaktycznego jądra „- dodaje
Jonathan Weintroub z Harvard-Smithsonian Centrum Astrofizyki, współautor publikacji. -„Uzyskaliśmy obserwacje
prawie do samego horyzontu zdarzeń, regionu z którego nic, również światło, nie potrafi uciec.”

Koncepcja istnienia czarnych dziur – obiektów tak gęstych, że ich przyciąganie grawitacyjne uniemożliwia wydostanie
się z obszaru ich oddziaływania nawet światłu jest od dawna powszechnie przyjętą hipotezą, choć ich istnienie nadal
nie zostało jednoznacznie udowodnione a ich istnienie jest wnioskowane na podstawie efektów dopplerowskich gazu
wirującego i opadającego w kierunku anomalii i innych pośrednich wskazówek. Nowe pomiary intensywnie świecącego
regionu w centrum Galaktyki ukazały obszar o najwyższej gęstości gazu w Drodze Mlecznej, „co stanowi ważny nowy
dowód potwierdzający istnienie czarnych dziur.” – mówi Doeleman.

Kluczowe do wykonania tych obserwacji było wykorzystanie techniki określanej jako VLBI (very long baseline
interferometry
– interferometrii z bardzo długą linią bazową), która wykorzystuje jednoczesne obserwacje
z kliku radioteleskopów (interferometria optyczna wykorzystuje teleskopy optyczne) odległych czasem o tysiące
kilometrów. Sygnały z tych stacji są łączone tworząc wirtualny teleskop o rozdzielczości podobnej do teleskopu
o średnicy odpowiadającej odległości między radioteleskopami. Dzięki temu VLBI może tworzyć obrazy o niezwykłej
rozdzielczości. Aby stworzyć teleskop o rozmiarach kontynentu zespół zaprojektował i zbudował urządzenia
dla czterech obserwatoriów: Submilimetrowego Radioteleskopu Arizona (ARO-SMT) w Arizonie, Złożonego Szeregu do Badań
Astronomicznych w paśmie Milimetrowym (CARMA) w Kalifornii, oraz dla teleskopów James Clerk Maxwell (JCMT) i
Szeregu Submilimetrowego (SMA) na Hawajach.

Badania zostały wykonane w obszarze bardzo krótkich fal radiowych (1,3 milimetra), które są w stanie penetrować
międzygwiezdny gaz przesłaniający ten obszar w obszarze dłuższych fal widma – które, podobnie jak światło z odległej
latarni morskiej widzianej przez gęstą mgłę są deformowane i osłabione. „Krótkie fale połączone z dużą odległością
pomiędzy radioteleskopami czynią ten wirtualny teleskop idealnym narzędziem do badań czarnych dziur. ” – mówi
Lucy Ziurys, dyrektor Obserwatorium Radiowego Arizona, współautor publikacji.

Choć fale potrzebują 25 000 lat by dotrzeć do nas z jądra Galaktyki, zespół zmierzył rozmiary kątowe źródła
Sagittarius A* – są one trzykrotnie mniejsze niż odległość Ziemi od Słońca – wynoszą około 3 minut świetlnych.
Astronomowie uważają, że źródłem promieniowania jest albo dysk materii opadającej na czarną dziurę albo
dżet (struga) materii wyrzucanej z okolic biegunowych anomalii. „Przyszłe obserwacje, wykorzystujące
jeszcze większy teleskop wirtualny, powinny umożliwić ustalenie jakie procesy rozświetlają Sagittarius A*” – mówi
Doeleman. -„Choć uważa się obecnie że większość galaktyk ma w jądrze czarne dziury, to ze względu na to, że
Sagittarius A* jest w naszej Galaktyce, jest dla nas najłatwiejszym obiektem do obserwacji i badania zjawisk
na granicy horyzontu zdarzeń.”

„Ta nowatorska publikacja pokazuje, że tego typu obserwacje są możliwe” – komentuje Avi Loeb, teoretyk z Uniwersytetu
Harwarda, który nie uczestniczył w badaniach. -” Otwierają one nowe możliwości badania struktury czasu i przestrzeni
w obszarach bliskich anomaliom, oraz testowanie poprawności teorii grawitacji Einsteina.”

Źródło:

Written by admin

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *