Ali so črne luknje znane? Če lahko, potem je tisti, ki je v središču galaksije M87, kvalificiran. In ta slavna črna luknja oddaja curke materiala, ki potujejo s svetlobno hitrostjo.
Črna luknja v središču galaksije Messier 87 nosi ime M87* in astronomi jo opazujejo že dolgo. Lani je teleskop Event Horizon ujel sliko M87*, prvo sliko črne luknje. Ta podoba je samo pripomogla k slavi M87*.
Teleskop Event Horizon (EHT) – nabor osmih zemeljskih radijskih teleskopov na planetu, oblikovanih z mednarodnim sodelovanjem – je aprila 2019 ujel prve neposredne vizualne dokaze supermasivne črne luknje v središču Messierja 87 in njene sence. : Event Horizon Telescope Collaboration
M87 je znan tudi kot Devica A ali NGC 4486. To je a supergigantna eliptična galaksija v ozvezdju Devica, približno 53 milijonov svetlobnih let od nas. M87 obsega približno 240.000 svetlobnih let, kar je malo več kot Rimska cesta. Obdano je z neverjetnimi 12.000 kroglastimi zvezdnimi kopicami, v primerjavi s pičlimi 200 v Rimski cesti. Tako kot druge eliptične, znanstveniki menijo, da je M87 tako množičen z združitvami.
M87* (zvezda M87) je supermasivna črna luknja (SMBH) v središču M87 z eno najvišjih mas katere koli SMBH. Je približno 6,5 milijarde krat masivnejši od Sonca. M87* je oddaljen 55 milijonov svetlobnih let in oddaja relativističen curek snovi, ki se razteza približno 5000 svetlobnih let v vesolje. Pred leti je Hubble ujel dobro znano sestavljeno sliko curka tako v vidni kot v infrardeči svetlobi.
Slika, ki jo je posnel vesoljski teleskop Hubble, 5000 svetlobnih let dolgega curka, izvrženega iz aktivne galaksije M87. Modro sinhrotronsko sevanje je v nasprotju z rumeno zvezdno svetlobo iz galaksije gostiteljice. Pike, ki se razprostirajo okoli slike, niso posamezne zvezde, ampak kroglaste zvezdne kopice. Zasluge: NASA/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Astronomi že leta opazujejo curek materiala M87* v različnih valovnih dolžinah: radijski, optični in rentgenski. Zdaj, prvič, rentgenska opazovanja Chandra kažejo, da se deli tega curka premikajo z več kot 99 % svetlobno hitrostjo.
Starejša slika M87 iz leta 1988 v radiu in optiki. Radijske slike so bile posnete z radijskim teleskopom Very Large Array in Very Long Baseline Array, vidno pa je s Hubbla. Avtor: NASA, National Radio Astronomy Observatory/National Science Foundation, John Biretta (STScI/JHU) in Associated Universities, Inc. – http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1999/43/, javna domena , https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=706570
'To je prvič, da so bile tako ekstremne hitrosti curka črne luknje zabeležene z uporabo rentgenskih podatkov,' je povedal Ralph Kraft iz Centra za astrofiziko | Harvard & Smithsonian (CfA) v Cambridgeu, Mass., v a izjava za javnost . 'Za te meritve smo potrebovali oster rentgenski vid Chandre.' Kraft je nedavno predstavil te nove rezultate na srečanju Ameriškega astronomskega društva v Honoluluju na Havajih. Rezultati so objavljeni tudi v prispevku z naslovom » Odkrivanje supersvetilnega gibanja v rentgenskem curku M87 « v Astrophysical Journal.
Kaj povzroča Jets?
Črna luknja, kot je M87*, vleče material proti sebi v središču galaksije. Ko se material približuje, se začne vrteti okoli črne luknje v strukturi, imenovani an akrecijski disk . Toda ta material ni obsojen na to, da bi ga sesali v luknjo.
Le majhna količina pade noter, nekaj pa se vrže nazaj v vesolje. Izvrženi material ima obliko curka ali žarka, ki sledi linijam magnetnega polja. Ti curki niso gladki in brezhibni: imajo kepe ali vozle, ki jih lahko vidijo opazovalnice, kot je Chandra.
Umetnikova zasnova curkov supermasivne črne luknje. Zasluge: NASA / Dana Berry / SkyWorks Digital
Dva od teh vozlov sta še posebej zanimiva za astronome. Z leti so uporabljali slike za sledenje gibanju teh vozlov. Od SMBH sta oddaljena približno 900 oziroma 2500 svetlobnih let. Rentgenski podatki iz observatorija Chandra kažejo, da vozli potujejo z neverjetno hitrostjo: 6,3-krat večja od svetlobne hitrosti za vozel, ki je najbližji središču, in 2,4-krat večja od svetlobne hitrosti za drugega.
Počakaj. Nič ne potuje hitreje kot svetlobna hitrost
Ampak to je nemogoče. Nič ne potuje hitreje kot svetlobna hitrost. To je seveda res, zato se mora tukaj dogajati nekaj drugega.
Da se nekaj drugega imenuje ' nadsvetlobno gibanje .'
'Eden od nezlomljivih zakonov fizike je, da se nič ne more premikati hitreje od svetlobne hitrosti,' je dejal soavtor študije Brad Snios, prav tako iz CfA. 'Nismo porušili fizike, vendar smo našli primer neverjetnega pojava, imenovanega superluminalno gibanje.'
Supersvetlobno gibanje vključuje hitrost predmeta in njegovo pot glede na naš vid. Ko se predmet, v tem primeru curek materiala, giblje s hitrostjo blizu svetlobe in blizu naše vidne linije, ustvari iluzijo, imenovano supersvetlobno gibanje. To je zato, ker sam curek materiala potuje skoraj tako hitro kot svetloba, ki jo ustvari. Ker je curek M87* usmerjen skoraj prav proti nam, ustvarja te navidezno nemogoče hitrosti.
Supersvetlobno gibanje se pojavi, ko se nekaj premakne proti našemu vidnemu polju s svetlobno hitrostjo. Zasluge slike: javna domena, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2295546
Astronomi so te curke že videli, kako se premikajo s temi hitrostmi, vendar nikoli v rentgenski svetlobi. To pomeni, da nikoli niso bili prepričani, da so se same kepe materiala gibale z 99 % svetlobno hitrostjo. Lahko bi bili udarni valovi in ne grude.
Curek iz M87* se giblje v spiralnem vzorcu okoli magnetnega polja, kar je pomagalo razjasniti hitrost curkov. V rentgenskih opazovanjih je skupina za študijo ugotovila, da je značilnost z najvišjo opaženo hitrostjo – 6,3-kratno hitrostjo svetlobe – zbledela za več kot 70 % med letoma 2012 in 2017. Zbledenje se je zgodilo samo pri rentgenskih žarkih, ne v optičnih in UV žarkih in je verjetno posledica tega, da delci sčasoma izgubljajo energijo, ko se vrtijo okoli magnetnega polja. Ta pojav se imenuje sinhrotronsko hlajenje. To pomeni, da so astronomi v različnih časih videli rentgenske žarke iz istih delcev, kar pomeni, da to, kar opazujejo, ne more biti val in morajo biti sami delci v curku.
'Naše delo daje najmočnejši dokaz do zdaj, da delci v curku M87* dejansko potujejo blizu meje kozmične hitrosti,' je dejal Snios.
Chandra, EHT in M87*
Podatki Chandra in teleskop Event Horizon se lepo dopolnjujejo, ko gre za preučevanje M87*. Ko je EHT posnel obroč obzorja dogodkov okoli črne luknje, je bil to šestdnevni posnetek. Toda Chandra študija curka obravnava material, ki je bil izvržen iz M87* stotine in celo tisoče let prej.
Slika EHT je tudi približno 100 milijonov krat manjša od curka, ki ga je posnel Chandra.
'Kot da teleskop Event Horizon Teleskop daje od blizu pogled na raketni izstrelitev,' je dejal Paul Nulsen iz CfA, drugi soavtor študije, 'in Chandra nam pokaže rakete v letu.'
Več:
- Izjava za javnost: Znana črna luknja ima mejo kozmične hitrosti, ki potiska jet
- Raziskovalna naloga: Odkrivanje supersvetilnega gibanja v rentgenskem curku M87
- Vesolje danes: Messier 87 – Devica Supergigantska galaksija
