Zoznámte sa s „Jemným obrom“, Čiernou dierou vašej priateľskej štvrte

Zoznámte sa s „Jemným obrom“, Čiernou dierou vašej priateľskej štvrte

Submillimeter Array, založený na vrchole Maunakea Hawaii, je jedným z observatórií, ktoré sa podieľajú na spolupráci Event Horizon Telescope, ktorej cieľom je zachytiť tajomstvá čiernych dier. Poďakovanie: Harvard Smithsonian Center for Astrophysics.

Nie je to tak dávno, čo myšlienka zachytiť obraz čiernej diery znela ako vtip alebo oxymoron. Ako odfotiť niečo také husté, že to pohltí samé svetlo okolo?

Ale pred tromi rokmi sme sa prvýkrát dobre pozreli s pomocou ďalekohľadu Event Horizon Telescope, čo je v skutočnosti viacero rádioteleskopov, ktoré sú navzájom prepojené. Tento obrázok bol mierne rozmazaný, červeno-oranžový koláč – doteraz najlepší obrázok supermasívnej čiernej diery v strede galaxie nazývanej Messier 87, ktorá sa nazýva Messier 87* alebo M87*. (Sú uvedené čierne diery hviezdičkou za názvom ich lokality). Dnes je možné kúpiť si šperky a tričká s týmto obrázkom, piť z šálky kávy zdobenej M87* alebo si z nej urobiť pozadie telefónu.Teraz, keď je prvý obrázok čiernej diery prakticky popkultúrny mém, ako to zhodnotíte? V posledných týždňoch sa tím Event Horizon Telescope odvolával na nový „prelom“ skrývajúci sa v Mliečnej dráhe.



Vo štvrtok tím odhalil tento prielom: prvý obrázok nášho najbližšieho suseda čiernej diery v srdci našej galaxie.

Toto je prvý obrázok Sagittarius A* (alebo skrátene Sgr A*), supermasívnej čiernej diery v strede našej galaxie. Je to prvý priamy vizuálny dôkaz prítomnosti tejto čiernej diery, ktorý zachytilo pole Event Horizon Telescope. Kredit: EHT Collaboration

Tento kolosálny obyvateľ Mliečnej dráhy, známy ako Sagittarius A*, sa nachádza 26 000 svetelných rokov od Zeme. Astrofyzici už dlho pozorujú oblaky plynu a röntgenového žiarenia, ktoré naznačujú, že v strede galaxie sa nachádza supermasívna čierna diera. Výskum ocenený Nobelovou cenou , pri pohľade na obežné dráhy blízkych hviezd vypočítal, že jeho hmotnosť by bola 400 miliónov krát väčšia ako hmotnosť Slnka. Ale teraz to konečne môžeme vidieť. Ako bolo opísané na tlačovej konferencii vo štvrtok ráno, výskumný tím použil sieť rádioteleskopov na zachytenie stopy Sagittarius A*. To, čo bolo na obrázku odhalené, sa zhodovalo so zákonmi Všeobecná teória relativity Alberta Einsteina by predpovedalo: jasný prstenec obklopujúci tmavý tieň – tá silueta je bodom, ktorý pohlcuje svetlo, odkiaľ niet návratu, horizontom udalostí.

S týmto obrázkom a údajmi v ruke vedci teraz rozbaľujú, ako je naša vlastná susedná čierna diera v porovnaní s tou, ktorá už bola zobrazená. Tím Event Horizon Telescope už zaznamenal niekoľko nápadných rozdielov.

(Vľavo) Prvá snímka čiernej diery, M87*, urobená v roku 2019. (Vpravo) Sgr A*, supermasívna čierna diera v strede našej galaxie. Kredit: EHT Collaboration

Sagittarius A* je „nežný gigant,“ hovorí Feryal Ozel, člen globálnej spolupráce, ktorá vytvorila tento obraz. Spotrebuje oveľa menej plynu víriaceho v blízkosti ako M87* a v dôsledku toho je oveľa slabší. Čierna diera Mliečnej dráhy tiež neobsahuje výtrysky M87*, ktoré sa rozprestierajú cez galaxie, a kvôli jej menšej veľkosti sa plyn okolo nej pohybuje tak rýchlo, že zachytenie jasného obrazu trvalo roky dlhšie.

Ira hovorí s Ozelom o tom, čo je potrebné na získanie takéhoto obrázku a čo nám môže povedať o extrémnej fyzike čiernych dier pri vysokých teplotách v celom vesmíre.

Čierne diery nie sú len pekné na pohľad. Vypočujte si sonifikáciu najnovšieho obrazu Sagittarius A* a zvukovú pohľadnicu dvoch zadných dier, ktoré sa zrazili, produkované našimi priateľmi z World Under To Sound.

https://www.sciencefriday.com/wp-content/uploads/2022/05/sag-a.mp3

Zvuk vyššie je sonifikáciou – prevodom do zvuku – najnovšieho obrazu Sagittarius A*. Pomocou radarového skenovania sa sonifikácia začína v polohe 12 hodín a prechádza v smere hodinových ručičiek. Zmeny objemu predstavujú rozdiely v jasnosti EHT pozorované okolo horizontu udalostí Sgr A*. Materiál, ktorý je bližšie k čiernej diere, a preto sa pohybuje rýchlejšie, zodpovedá vyšším frekvenciám zvuku. Táto sonifikácia bola spracovaná špeciálnym spôsobom, aby umožnila poslucháčovi počuť dáta v 3D stereo zvuku, v ktorom sa zdá, že zvuky začínajú priamo vpredu a potom sa pohybujú v smere hodinových ručičiek k jednému uchu a potom k druhému, keď sa vykonáva zametanie. Poďakovanie: NASA/CXC/SAO/K.Arcand, SYSTEM Sounds (M. Russo, A. Santaguida)

Niektoré čierne diery znejú ako kývajúci sa vrchol, zatiaľ čo iné dunia v nízkych basových tónoch. Vypočujte si ich sami, vďaka profesorovi Scottovi Hughesovi z MIT. Produkoval The World podľa Sound Podcast.


Preskúmajte viac o našom minulom pokrytí čiernych dier