Vaizdo kreditas: NRAO
Praėjus trisdešimčiai metų po to, kai astronomai atrado paslaptingą objektą tiksliai mūsų Paukščių Tako galaktikos centre, tarptautinei mokslininkų komandai pagaliau pavyko tiesiogiai išmatuoti to objekto, kuris supa juodąją skylę, beveik keturis milijonus kartų masyvesnį už Saulę, dydį. Tai yra artimiausias iki šiol teleskopinis požiūris į juodąją skylę ir ateities stebėjimams suteikia didelę astrofizikos ribą. Siekdami proveržio, mokslininkai pasinaudojo Nacionalinio mokslo fondo radijo teleskopu „Very Long Baseline Array“ (VLBA).
„Tai yra didelis žingsnis į priekį“, - sakė Geoffrey Bower iš Kalifornijos Berklio universiteto. „Tai yra kažkas, ko žmonės norėjo padaryti per 30 metų“, nes 1974 m. Buvo aptiktas Galaktikos centro objektas, vadinamas Šauliu A * (tariama „žvaigžde“). Astronomai apie savo tyrimus pranešė balandžio 1 d. Mokslo ekspresas.
„Dabar turime objekto dydį, tačiau paslaptis apie tikslią jo prigimtį vis dar išlieka“, - pridūrė Boweris. Pasak jo, kitas žingsnis yra išmokti jo formą, „kad galėtume pasakyti, ar tai yra purkštukai, plonas diskas ar sferinis debesis“.
Paukščių Tako centrą, esantį už 26 000 šviesmečių nuo Žemės, užtemdo dulkės, todėl matomos šviesos teleskopai negali ištirti objekto. Nors radijo bangos iš Galaktikos centrinio regiono gali prasiskverbti į dulkes, jas išsklaido turbulencija įkrauta plazma erdvėje išilgai žvilgsnio į Žemę. Šis išsibarstymas suglumino ankstesnius bandymus išmatuoti centrinio objekto dydį, lygiai kaip rūkas užtemdo tolimų švyturių akiratį.
„Po 30 metų radijo teleskopai pagaliau panaikino rūką ir mes galime pamatyti, kas vyksta“, - sakė kitas tyrimų komandos narys Heino Falcke iš Nyderlandų „Westerbork“ radijo observatorijos, Nyderlanduose.
Ryškus, radiją spinduliuojantis objektas tiksliai tiktų Žemės orbitos aplink Saulę keliui, sakė astronomai. Jų skaičiavimais, pati juodoji skylė yra maždaug 14 milijonų mylių ir lengvai tilptų į Merkurijaus orbitą. Juodosios skylės yra tokios tankios medžiagos koncentracijos, kad net šviesa negali ištrūkti iš jų galingos gravitacijos.
Nauji VLBA stebėjimai astronomams pateikė geriausią įspūdį apie juodųjų skylių sistemą. „Mes daug arčiau matome juodosios skylės poveikį jos aplinkai nei bet kur kitur“, - teigė Boweris.
Manoma, kad centrinė Paukščių Tako juodoji skylė, kaip ir masyvesni pusbroliai, esantys aktyvesniuose galaktikos branduoliuose, iš aplinkos surenka medžiagą ir proceso metu skleidžia radijo bangas. Nors naujieji VLBA pastebėjimai nepateikė galutinio atsakymo apie šio proceso pobūdį, jie padėjo paneigti kai kurias teorijas, sakė Boweris. Remdamasis naujausiu darbu, jis paaiškino, kad pagrindinės likusios radiją skleidžiančio objekto pobūdžio teorijos yra subatominių dalelių purkštukai, panašūs į tuos, kuriuos mato radijo galaktikos; ir kai kurios teorijos, susijusios su materija, yra pagreitinamos šalia juodosios skylės krašto.
Kadangi astronomai tyrinėjo Šaulį A * aukštesniais ir aukštesniais radijo dažniais, akivaizdus objekto dydis tapo mažesnis. Šis faktas, pasak Bowerio, taip pat padėjo paneigti kai kurias objekto prigimties idėjas. Stebėto dydžio sumažėjimas didėjant dažniui arba trumpėjant bangos ilgiui taip pat suteikia astronomams gąsdinantį taikinį.
„Mes manome, kad galiausiai galime pastebėti per trumpą bangos ilgį, kad pamatysime ribą, kai pasieksime pačios juodosios skylės dydį“, - teigė Boweris. Be to, jis sakė: „būsimuose stebėjimuose tikimės išvysti„ šešėlį “, kurį sukuria gravitacinis lęšio efektas ir labai stiprus juodosios skylės sunkis“.
2000 m. Falcke'as su kolegomis pasiūlė tokį stebėjimą teoriniais pagrindais, ir dabar jis atrodo įmanomas. „Jei mes pakankamai stengsimės ateinančiais metais, mes galime pamatyti juodosios skylės įvykių horizonto šešėlį“, - pridūrė Falcke'as.
Kita mokslininkų padaryta išvada yra tokia: „bendra juodosios skylės masė yra labai koncentruota“, sako Boweris. Pasak jo, nauji VLBA stebėjimai yra „tiksliausia kada nors buvusios supermasyvios juodosios skylės masės lokalizacija“. Šių stebėjimų tikslumas leidžia mokslininkams pasakyti, kad mažiausiai 40 000 Saulės masių turi būti erdvėje, atitinkančioje Žemės orbitos dydį. Tačiau šis skaičius rodo tik apatinę masės ribą. Mokslininkai tiki, kad visos juodosios skylės masė - lygi keturiems milijonams saulės - yra sutelkta gerai radijo bangų skleidžiamo objekto viduje.
Norėdami atlikti matavimus, astronomai turėjo kruopščiai stengtis apeiti plazmos „rūko“ išsklaidymo efektą tarp Šaulio A * ir Žemės. „Mes turėjome labai stipriai stumti savo techniką“, - teigė Boweris.
Boweris užduotį prilygino „bandymui pamatyti tavo geltoną guminę ančiuką pro matinį dušo kabinos stiklą“. Atlikę daugybę stebėjimų, tik saugodami aukščiausios kokybės duomenis ir matematiškai pašalindami plazmos išsklaidymo efektą, mokslininkams pavyko atlikti pirmąjį Šaulio A * dydžio matavimą.
Be Bowerio ir Falcke'o, į tyrimo komandą įeina Robinas Herrnsteinas iš Kolumbijos universiteto, Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro Jun-Hui Zhao, Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos atstovas Milleris Gossas ir Kalifornijos Berklio universiteto Donaldas Backeris. Falcke taip pat yra papildomas profesorius Nijmegeno universitete ir kviestinis mokslininkas Maxo Plancko radioastronomijos institute Bonoje, Vokietijoje.
Šaulį A * 1974 m. Vasario mėn. Atrado Bruce'as Balickas, dabar Vašingtono universitete, ir Robertas Brownas, dabar Kornelio universiteto Nacionalinio astronomijos ir jonosferos centro direktorius. Įtikinamai įrodyta, kad jis yra Paukščių Tako centras, aplink kurį sukasi likusi Galaktikos dalis. 1999 m. Markas Reidas iš Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro ir jo kolegos pasinaudojo VLBA Šaulio A * stebėjimais, kad aptiktų Žemės judėjimą orbitoje aplink Galaktikos centrą ir nustatė, kad mūsų Saulės sistemai prireikia 226 milijonų metų, kad viena grandinė aplink Galaktika.
2004 m. Kovo mėn. 55 astronomai susirinko į Nacionalinės radijo astronomijos observatorijos įrenginį Žaliojoje banke, Vakarų Virdžinijoje, į mokslinę konferenciją, skirtą Šaulio A * atradimui Žaliajame banke prieš 30 metų. Šioje konferencijoje mokslininkai atidengė atminimo lentą ant vieno iš atradimo teleskopų.
„Very Long Baseline Array“, priklausanti Nacionalinei radijo astronomijos observatorijai, yra žemyno masto radijo teleskopo sistema, turinti 10, 240 tonų talpos antenų nuo Havajų iki Karibų jūros. Tai suteikia didžiausią bet kokio astronomijos, žemės ar kosmoso teleskopo skiriamąją galią arba galimybę pamatyti smulkias detales.
Nacionalinė radijo astronomijos observatorija yra Nacionalinio mokslo fondo įstaiga, veikianti pagal asocijuotų universitetų, Inc bendradarbiavimo susitarimą.
Originalus šaltinis: NRAO naujienų leidinys
