Zephyrnet Logosu

Çığır Açan Keşif: Samanyolu'nun Süper Kütleli kara deliğinin ilk görüntüsü

Tarih:

Bugün, Almanya'daki Avrupa Güney Gözlemevi (ESO) genel merkezi de dahil olmak üzere dünya çapında eş zamanlı basın konferanslarında gökbilimciler, dünyamızın merkezindeki süper kütleli kara deliğin ilk görüntüsünü ortaya çıkardılar. Samanyolu Galaksisi. Bu sonuç, cismin gerçekten bir kara delik olduğuna dair ezici bir kanıt sağlıyor ve çoğu galaksinin merkezinde yer aldığı düşünülen bu tür devlerin çalışmaları hakkında değerli ipuçları veriyor. Küresel bir araştırma ekibi, dünya çapındaki bir radyo teleskop ağından alınan gözlemleri kullanarak Event Horizon Telescope (EHT) İşbirliği görüntüsünü üretti.

Görüntü, galaksimizin tam merkezindeki devasa nesneye uzun zamandır beklenen bir bakış. Bilim adamları daha önce yıldızların görünmeyen, kompakt ve çok büyük bir yörüngede döndüğünü görmüşlerdi. Samanyolu'nun merkezi. Bu, Yay A* olarak bilinen bu nesnenin (Sgr A*, “adaçayı yıldız” olarak telaffuz edilir) bir kara delik olduğunu kuvvetle önerdi ve bugünün görüntüsü, bunun ilk doğrudan görsel kanıtını sağlıyor.  

Kara deliğin kendisini tamamen karanlık olduğu için göremesek de, parlayan gaz Etrafında belirgin bir imza ortaya çıkıyor: parlak halka benzeri bir yapı ile çevrili karanlık bir merkezi bölge (gölge olarak adlandırılır). Yeni görüntü, Güneşimizden dört milyon kat daha büyük olan kara deliğin güçlü yerçekimi tarafından bükülen ışığı yakalıyor.

İki kara deliğin görüntüleri
Bu paneller, kara deliklerden şimdiye kadar çekilmiş ilk iki görüntüyü gösteriyor. Solda, 87 milyon ışıkyılı uzaklıktaki Messier 87 (M87) galaksisinin merkezindeki süper kütleli kara delik M55* görülüyor. Sağda Samanyolu'muzun merkezindeki kara delik olan Yay A* (Sgr A*) var. M87*'nin Sgr A*'dan yaklaşık bin kat daha büyük olmasına rağmen, iki görüntü kara delikleri gökyüzünde göründükleri gibi gösteriyor ve parlak halkaları kabaca aynı boyutta görünüyor. Görüntüler, ESO'nun ortak sahibi olduğu Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Atacama Pathfinder EXperiment (APEX) dahil olmak üzere küresel bir radyo teleskop ağı olan Event Horizon Telescope (EHT) tarafından alındı.
kredi:
EHT İşbirliği

"Yüzüğün boyutunun başkalarından gelen tahminlerle ne kadar iyi uyuştuğuna şaşırdık. Einstein'ın Genel Görelilik Teorisi, " Taipei, Academia Sinica, Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü'nden EHT Projesi Bilim Adamı Geoffrey Bower dedi. "Bu benzeri görülmemiş gözlemler, galaksimizin tam merkezinde neler olduğuna dair anlayışımızı büyük ölçüde geliştirdi ve bu dev kara deliklerin çevreleriyle nasıl etkileşime girdiğine dair yeni bilgiler sunuyor." EHT ekibinin sonuçları bugün The Astrophysical Journal Letters'ın özel bir sayısında yayınlanıyor.

Kara delik Dünya'dan yaklaşık 27 ışıkyılı uzaklıkta olduğu için, gökyüzünde Ay'daki bir çörek ile yaklaşık olarak aynı büyüklüğe sahip gibi görünüyor. Bunu görüntülemek için ekip, gezegendeki mevcut sekiz radyo gözlemevini tek bir "Dünya boyutunda" sanal teleskop oluşturmak için birbirine bağlayan güçlü EHT'yi yarattı. EHT, Sgr A*'yı 000'de birden fazla gecede gözlemledi ve bir kamerada uzun pozlama süresi kullanmaya benzer şekilde arka arkaya saatlerce veri topladı. 

Diğer tesislere ek olarak, EHT radyo gözlemevleri ağı, Şili'deki Atacama Çölü'ndeki Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Atacama Pathfinder Experiment'i (APEX) içerir. Avrupa'daki üye ülkeleri. Avrupa aynı zamanda diğer radyo gözlemevleriyle EHT gözlemlerine de katkıda bulunuyor - İspanya'daki IRAM 30 metrelik teleskop ve 2018'den beri Fransa'daki Kuzey Genişletilmiş Milimetre Dizisi (NOEMA) ve ayrıca Max Planck tarafından barındırılan EHT verilerini birleştirmek için bir süper bilgisayar Almanya'da Radyo Astronomi Enstitüsü. Ayrıca, Avrupa, Avrupa Araştırma Konseyi ve Almanya'daki Max Planck Derneği tarafından sağlanan hibeler yoluyla EHT konsorsiyum projesine fon sağlayarak katkıda bulunmuştur. 

"Bunca yıldır kara deliklerin ve özellikle de Sgr A*'nın gizemlerini çözmede böylesine önemli bir rol oynamak ESO için çok heyecan verici." ESO Genel Müdürü Xavier Barcons yorumladı. "ESO sadece ALMA ve APEX tesisleri aracılığıyla EHT gözlemlerine katkıda bulunmakla kalmadı, aynı zamanda Şili'deki diğer gözlemevleriyle birlikte Galaktik merkezin önceki çığır açan gözlemlerinden bazılarını da mümkün kıldı."

Kara deliğin anatomisi
Bu sanatçının izlenimi, bir yığılma diski ile çevrili, hızla dönen süper kütleli bir kara deliği tasvir ediyor. Bu ince dönen malzeme diski, kara deliğin gelgit kuvvetleri tarafından parçalanan Güneş benzeri bir yıldızın artıklarından oluşur. Kara delik, bu büyüleyici nesnenin anatomisini gösteren etiketlidir.
kredi:
ESO

EHT başarısı, işbirliğinin 2019 sürümünün ardından bir kara deliğin ilk görüntüsüM87* olarak adlandırılan, daha uzaktaki Messier 87 galaksisinin merkezinde. 

Galaksimizin kara deliği M87*'den bin kat daha küçük ve daha az kütleli olmasına rağmen, iki karadelik oldukça benzer görünüyor. "Tamamen farklı türde iki gökadamız ve çok farklı iki kara delik kütlesi var, ancak bu kara deliklerin kenarlarına yakın yerlerde inanılmaz derecede benziyorlar." EHT Bilim Konseyi Eş Başkanı ve Hollanda Amsterdam Üniversitesi'nde teorik astrofizik profesörü Sera Markoff diyor. "Bu bize, Genel Göreliliğin bu nesneleri yakından yönettiğini ve daha uzakta gördüğümüz herhangi bir farkın, onu çevreleyen materyaldeki farklılıklardan kaynaklanması gerektiğini söylüyor. kara delikler". 

Bu başarı, Sgr A* bize çok daha yakın olmasına rağmen, M87*'den çok daha zordu. ABD, Arizona Üniversitesi, Steward Gözlemevi ve Astronomi Bölümü ve Veri Bilimi Enstitüsü'nden EHT bilimcisi Chi-Kwan ('CK') Chan şöyle açıklıyor: "Kara deliklerin çevresindeki gaz, hem Sgr A* hem de M87* çevresinde aynı hızda - neredeyse ışık kadar hızlı - hareket ediyor. Ancak gazın daha büyük olan M87*'yi yörüngeye oturtması günler ila haftalar alırken, çok daha küçük olan Sgr A*'da bir yörüngeyi yalnızca dakikalar içinde tamamlar. Bu, EHT İşbirliği bunu gözlemlerken Sgr A* çevresindeki gazın parlaklığının ve düzeninin hızla değiştiği anlamına geliyor - biraz hızlı bir şekilde kuyruğunu kovalayan bir yavru köpeğin net bir resmini çekmeye çalışmak gibi.” 

Araştırmacılar, Sgr A* çevresindeki gaz hareketini açıklayan sofistike yeni araçlar geliştirmek zorunda kaldı. M87*, neredeyse tüm görüntülerin aynı göründüğü daha kolay ve sabit bir hedef iken, Sgr A* için durum böyle değildi. Sgr A* kara deliğinin görüntüsü, ekibin çıkardığı farklı görüntülerin ortalamasıdır ve sonunda galaksimizin merkezinde gizlenen devi ilk kez ortaya çıkarır.  

Bu çaba, birlikte EHT İşbirliğini oluşturan dünya çapında 300 enstitüden 80'den fazla araştırmacının yaratıcılığı sayesinde mümkün olmuştur. Ekip, Sgr A* görüntülemenin zorluklarının üstesinden gelmek için karmaşık araçlar geliştirmeye ek olarak, beş yıl boyunca titizlikle çalıştı, verilerini birleştirmek ve analiz etmek için süper bilgisayarları kullandı ve tüm bunları gözlemlerle karşılaştırmak için benzeri görülmemiş bir simüle edilmiş kara delikler kitaplığı derledi.  

Bilim adamları, nihayet, nasıl karşılaştırdıklarını ve karşıtlıklarını anlama fırsatı sunan, çok farklı boyutlarda iki kara deliğin görüntülerini elde etmekten özellikle heyecan duyuyorlar. Ayrıca, süper kütleli kara delikler etrafında gazın nasıl davrandığına dair teorileri ve modelleri test etmek için yeni verileri kullanmaya başladılar. Bu süreç henüz tam olarak anlaşılamamıştır ancak galaksilerin oluşumunu ve evrimini şekillendirmede kilit bir rol oynadığı düşünülmektedir. 

"Artık bu önemli sürecin nasıl çalıştığına dair değerli yeni ipuçları elde etmek için bu iki süper kütleli karadelik arasındaki farkları inceleyebiliriz." şuraya Taipei, Academia Sinica, Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü'nden EHT bilimcisi Keiichi Asada. "İki kara delik için görüntülerimiz var - biri süper kütleli evrenin büyük ucunda ve diğeri küçük ucunda. evrendeki kara delikler — böylece yerçekiminin bu aşırı ortamlarda nasıl davrandığını her zamankinden daha fazla test edebiliriz.”

[Gömülü içerik]

EHT'deki ilerleme devam ediyor: Mart 2022'deki büyük bir gözlem kampanyası, her zamankinden daha fazla teleskop içeriyordu. EHT ağının devam eden genişlemesi ve önemli teknolojik yükseltmeler, bilim insanlarının yakın gelecekte kara delik filmlerinin yanı sıra daha da etkileyici görüntüleri paylaşmalarına olanak tanıyacak.

Dergi Referansları:

  1. Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi ve ark. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. I. Samanyolu'nun Merkezindeki Süper Kütleli Kara Deliğin Gölgesi. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6674
  2. Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi ve ark. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. II. EHT ve Çoklu Dalga Boyu Gözlemleri, Veri İşleme ve Kalibrasyon. DOI: DOI: 10.3847/2041-8213/ac6675
  3. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. III. Galaktik Merkez Süper Kütleli Kara Deliğin Görüntülenmesi. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6429
  4. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. IV. Değişkenlik, Morfoloji ve Kara Delik Kütlesi DOI: 10.3847/2041-8213/ac6736
  5. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. V. Galaktik Merkez Kara Deliğinin Astrofizik Modellerinin Test Edilmesi. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6672
  6. İlk Yay A* Event Horizon Teleskobu Sonuçları. VI. Kara Delik Metriğinin Test Edilmesi. DOI: 10.3847/2041-8213/ac6756
spot_img

En Son İstihbarat

spot_img