Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) -järjestelmän avulla tähtitieteilijät ovat havainneet merkkejä "kuumasta pisteestä", joka kiertää Jousimies A*, galaksimme keskellä olevaa mustaa aukkoa. Löytö auttaa meitä ymmärtämään paremmin supermassiivisen mustan aukkomme arvoituksellista ja dynaamista ympäristöä.
”Luulemme katsovamme kuumaa kaasukuplaa, joka pyörii ympäriinsä Jousimies A * kiertoradalla, joka on samankokoinen kuin Merkurius-planeetta, mutta tekee täyden silmukan vain noin 70 minuutissa. Tämä vaatii älyttömän nopeuden, joka on noin 30 % valon nopeudesta! sanoo Maciek Wielgus Max Planck Institute for Radio Astronomysta Bonnissa, Saksassa, joka johti tänään Astronomy & Astrophysics -lehdessä julkaistua tutkimusta.
Havainnot tehtiin ALMA:lla Chilen Andeilla – European Southern Observatoryn (ESO) yhteisomistuksessa olevalla radioteleskooppilla – Event Horizon Telescope (EHT) Collaborationin mustien aukkojen kuvaamiskampanjan aikana. Huhtikuussa 2017 EHT yhdisti kahdeksan olemassa olevaa radioteleskooppia maailmanlaajuisesti, mukaan lukien ALMA, jolloin tuloksena on äskettäin julkaistiin ensimmäinen kuva Jousimies A*:sta. EHT-tietojen kalibroimiseksi Wielgus ja hänen kollegansa, jotka ovat EHT-yhteistyön jäseniä, käyttivät ALMA-tietoja, jotka oli tallennettu samanaikaisesti Jousimies A:n EHT-havaintojen kanssa. Ryhmän yllätykseksi piilossa oli enemmän vihjeitä mustan aukon luonteesta. vain ALMA-mittaukset.
Sattumalta osa havainnoista tehtiin pian räjähdyksen tai leimahduksen jälkeen Röntgen energiaa säteili galaksimme keskustasta, jonka NASAn Chandra-avaruusteleskooppi havaitsi. Tällaisten soihdutusten, jotka on havaittu aiemmin röntgen- ja infrapunateleskoopeilla, uskotaan liittyvän niin kutsuttuihin "kuumiin pisteisiin", kuumiin kaasukupoihin, jotka kiertävät hyvin nopeasti ja lähellä musta aukko.
"Todella uutta ja mielenkiintoista on se, että tällaisia leimahduksia oli toistaiseksi selvästi vain Jousimies A*:n röntgen- ja infrapunahavainnoissa. Täällä näemme ensimmäistä kertaa erittäin vahvan osoituksen siitä, että kiertoradalla olevia kuumia kohtia on myös radiohavainnoissa. sanoo Wielgus, joka on myös sidoksissa Nicolaus Copernicus Astronomical Centreen Puolaan ja Black Hole -aloitteeseen. Harvardin yliopisto, USA.
"Ehkä nämä infrapuna-aallonpituuksilla havaitut kuumat pisteet ovat ilmentymä samasta fysikaalisesta ilmiöstä: kun infrapunasäteilyä lähettävät kuumat pisteet jäähtyvät, ne näkyvät pidemmillä aallonpituuksilla, kuten ALMAn ja EHT:n havaitsemat." lisää Jesse Vos, tohtoriopiskelija Radboudin yliopistosta Hollannista, joka oli myös mukana tässä tutkimuksessa.
Soihdutusten uskottiin jo pitkään johtuvan magneettisista vuorovaikutuksista erittäin kuumassa kaasussa, joka kiertää hyvin lähellä Jousimies A*:ta, ja uudet löydöt tukevat tätä ajatusta. "Nyt löydämme vahvoja todisteita näiden soihdutusten magneettisesta alkuperästä, ja havainnot antavat meille vihjeen prosessin geometriasta. Uudet tiedot ovat erittäin hyödyllisiä teoreettisen tulkinnan rakentamisessa näistä tapahtumista. sanoo toinen kirjoittaja Monika Mościbrodzka Radboudin yliopistosta.
ALMA antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden tutkia Jousimies A:n polarisoitua radiosäteilyä, jota voidaan käyttää paljastamaan mustan aukon magneettikenttä. Ryhmä käytti näitä havaintoja yhdessä teoreettisten mallien kanssa saadakseen lisää tietoa kuuman pisteen muodostumisesta ja ympäristöstä, johon se on upotettu, mukaan lukien Jousimies A:ta ympäröivästä magneettikentästä. Heidän tutkimuksensa tarjoaa vahvempia rajoituksia tämän muodon suhteen. magneettikenttä kuin aikaisemmat havainnot, mikä auttaa tähtitieteilijöitä paljastamaan mustan aukon ja sen ympäristön luonteen.
Havainnot vahvistavat osan ESO:n VLT:n (Very Large Telescope) GRAVITY-instrumentin aiemmat löydöt, joka havaitsee infrapunassa. GRAVITY:n ja ALMA:n tiedot viittaavat molemmat siihen, että soihdutus saa alkunsa mustan aukon ympärillä kiertävästä kaasupampusta, joka pyörii noin 30 % valon nopeudesta myötäpäivään taivaalla kuuman pisteen kiertoradan ollessa melkein kasvot vastakkain. .
"Tulevaisuudessa meidän pitäisi pystyä jäljittämään kuumia kohtia taajuuksilla käyttämällä koordinoituja moniaallonpituisia havaintoja sekä GRAVITYn että ALMA:n kanssa - tällaisen hankkeen onnistuminen olisi todellinen virstanpylväs ymmärtämisessämme fysiikka soihdut galaktisessa keskustassa" sanoo Ivan Marti-Vidal Valèncian yliopistosta Espanjasta, tutkimuksen toinen kirjoittaja.
Tiimi toivoo myös voivansa tarkkailla EHT:n avulla suoraan kiertäviä kaasupaloja, tutkia yhä lähemmäs mustaa aukkoa ja oppia siitä lisää. "Toivottavasti jonain päivänä olemme tyytyväisiä sanomalla, että "tiedämme", mitä Jousimies A*:ssa tapahtuu", Wielgus päättää.
Lehden viite
- M. Wielgus, M. Moscibrodzka, J. Vos, Z. Gelles, I. Martí-Vidal, J. Farah, N. Marchili, C. Goddi ja H. Messias. Orbitaaliliike lähellä Jousimies A* – Polarimetristen ALMA-havaintojen rajoitukset. Tähtitiede ja astrofysiikka. DOI: 10.1051 / 0004-6361 / 202244493
