Телескоп NASA Webb и Event Horizon сосредоточились на сверхмассивной черной дыре в Млечном Пути
На изолированных горных вершинах по всей планете ученые ждут сообщения о том, что сегодня ночь: сложная координация между десятками телескопов на земле и в космосе завершена, погода ясная, технические проблемы решены – метафорические звезды выровнены. Пришло время взглянуть на сверхмассивную черную дыру в сердце нашей галактики Млечный Путь.
Огромный кружащийся вихрь горячего газа светится инфракрасным светом, отмечая примерное местоположение сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Это многоволновое составное изображение включает свет в ближней инфракрасной области, захваченный космическим телескопом НАСА Хаббл, и было самым резким инфракрасным изображением, когда-либо сделанным в области центра Галактики, когда оно было выпущено в 2009 году. Авторы и права: NASA, ESA, SSC, CXC, STScI.
Это «планирование судоку», как его называют астрономы, происходит каждый день в рамках наблюдательной кампании, проводимой совместно с телескопом Event Horizon (EHT), и вскоре у них появится новый игрок, которого можно будет принять во внимание; Космический телескоп НАСА Джеймс Уэбб присоединится к усилиям. Во время первого набора наблюдений Уэбба астрономы будут использовать его инфракрасные изображения для решения некоторых уникальных и постоянных проблем, связанных с черной дырой Млечного Пути, названной Стрелец A * (Sgr A *; звездочка произносится как «звезда»).
В 2017 году EHT использовала объединенную мощность формирования изображений восьми радиотелескопов по всей планете, чтобы сделать первый исторический снимок области, непосредственно окружающей сверхмассивную черную дыру в галактике M87. Sgr A * ближе, но тусклее, чем черная дыра M87, и уникальные мерцающие вспышки в материале, окружающем ее, ежечасно изменяют структуру света, создавая проблемы для астрономов.
«Сверхмассивная черная дыра в нашей галактике – единственная известная, что имеет такой вид вспышки, и хотя это очень затрудняет получение изображения региона, это также делает Стрельца A * еще более интересным с научной точки зрения», – сказал астроном Фархад Юсеф-Заде. , профессор Северо-Западного университета и главный исследователь программы Уэбба по наблюдению за Sgr A *.
Вспышки происходят из-за временного, но интенсивного ускорения частиц вокруг черной дыры до гораздо более высоких энергий с соответствующим излучением света. Огромным преимуществом наблюдения за Sgr A * с помощью Уэбба является возможность одновременного и непрерывного сбора данных в двух инфракрасных длинах волн (F210M и F480M) с местоположения телескопа за пределами Луны. У Уэбба будет непрерывный обзор, наблюдающий циклы вспышек и затишья, которые команда EHT сможет использовать для справки со своими собственными данными, что приведет к более четкому изображению.
Источник или механизм, вызывающий вспышки Sgr A *, очень обсуждаются. Ответы на вопрос о том, как начинаются, достигают пика и рассеиваются вспышки Sgr A *, могут иметь далеко идущие последствия для будущих исследований черных дыр, а также физики частиц и плазмы и даже вспышек от Солнца.
«Черные дыры – это просто круто», – сказала Сера Маркофф, астроном из исследовательской группы Webb Sgr A * и в настоящее время вице-председатель научного совета EHT. «Причина, по которой ученые и космические агентства по всему миру прилагают так много усилий к изучению черных дыр, заключается в том, что они представляют собой самые экстремальные условия в известной вселенной, где мы можем проверить наши фундаментальные теории, такие как общая теория относительности, на практике».
Черные дыры, предсказанные Альбертом Эйнштейном в рамках его общей теории относительности, в некотором смысле противоположны тому, что подразумевает их название: черные дыры – это не пустая дыра в космосе, а самые плотные, плотно упакованные области материи из известных. . Гравитационное поле черной дыры настолько сильное, что деформирует ткань пространства вокруг себя, и любой материал, который подходит слишком близко, навсегда связан с ним вместе с любым светом, который излучает этот материал. Вот почему черные дыры кажутся «черными». Любой свет, обнаруживаемый телескопами, на самом деле исходит не от самой черной дыры, а от области, окружающей ее. Ученые называют крайний внутренний край этого света горизонтом событий, откуда и получило свое название коллаборация EHT.
EHT-изображение M87 было первым прямым визуальным доказательством того, что предсказание Эйнштейна о черной дыре было верным. Черные дыры по-прежнему являются испытательной площадкой для теории Эйнштейна, и ученые надеются, что тщательно спланированные многоволновые наблюдения Sgr A * с помощью EHT, Webb, рентгеновских и других обсерваторий сузят пределы погрешности расчетов общей теории относительности или, возможно, указывают на новые области физики, которые мы в настоящее время не понимаем.
Какими бы захватывающими ни были перспективы нового понимания и / или новой физики, и Марков, и Заде отметили, что это только начало. «Это процесс. Скорее всего, сначала у нас будет больше вопросов, чем ответов », – сказал Марков. Исследовательская группа Sgr A * планирует подать заявку на дополнительное время с Уэббом в будущие годы, чтобы стать свидетелями дополнительных вспышек и создать базу знаний, определяя закономерности из, казалось бы, случайных вспышек. Знания, полученные в результате изучения Sgr A *, затем будут применены к другим черным дырам, чтобы узнать, что является фундаментальным для их природы по сравнению с тем, что делает одну черную дыру уникальной.
Таким образом, напряженное планирование судоку будет продолжаться в течение некоторого времени, но астрономы согласны с тем, что оно того стоит. «Это самое благородное дело, которое люди могут сделать – искать истину», – сказал Заде. «Это в нашей природе. Мы хотим знать, как устроена Вселенная, потому что мы – часть Вселенной. Черные дыры могут дать ответы на некоторые из этих важных вопросов ».
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
