מאז שנות השבעים, אסטרונומים תיאורטו שבמרכז הגלקסיה שלנו, כ -26,000 שנות אור מכדור הארץ, קיים חור שחור סופר-מסיבי (SMBH) המכונה מזל קשת A *. בקובץ של כ 44- מיליון קמ"ש (27.3 מיליון קמ"ש) ומשקלו בערך 4 מיליון מסות שמש, סבור כי חור שחור זה השפיע רבות על התפתחותה והתפתחותה של הגלקסיה שלנו.
ובכל זאת, מדענים מעולם לא הצליחו לראות זאת ישירות וקיומו הושג רק מההשפעה שיש לו על הכוכבים והחומר הסובב אותו. עם זאת, תצפיות חדשות שנערכו על ידי שיתוף הפעולה GRAVITY ** הצליחו להניב את התצפיות המפורטות ביותר עד כה בנושא הנוגע למזל קשת A *, המהווה את ההוכחה החזקה ביותר שעדיין קיים חור שחור במרכז שביל החלב.
המחקר המתאר את ממצאיהם - "איתור תנועות מסלוליות ליד מסלולו המעגלי היציב האחרון של החור השחור המאסיבי SgrA *", אשר הופיע לאחרונה בכתב העת אסטרונומיה ואסטרופיסיקה - הובל על ידי ריינהרד גנזל ממכון מקס פלאנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ (MPE) וכלל את המדענים השונים המרכיבים את שיתוף הפעולה של GRAVITY.
שיתוף הפעולה של GRAVITY (המורכב ממדענים ממספר מכוני מחקר ואוניברסיטאות אירופאיות) נקרא כך בגלל הקשר שלהם למכשיר GRAVITY, שהוא חלק ממערך הטלסקופים הגדול ביותר של ESO (VLTI). מכשיר זה משלב את האור מארבעת טלסקופי היחידה של ה- VLT ליצירת טלסקופ וירטואלי שגודלו 130 מ '(426.5 רגל).
בשנתיים האחרונות צוות זה משתמש בכלי זה בכדי להתבונן במרכז הגלקטי וב- Sgr A * בכדי לראות את ההשפעות שיש לו על הסביבה הסובבת אותו. מטרתן של תצפיות אלה הייתה לבחון את התחזיות שנשמעה על ידי תורת היחסות הכללית של איינשטיין וללמוד עוד על SMBHs על ידי לימוד המועמד הקרוב ביותר.
מטרה נוספת הייתה לחפש את התנועות המסלול של התלקחויות של קרינה אינפרא אדום (המכונה גם 'נקודות חמות') בדיסק ההקרדה של Sag A * (חגורת הגז המקיפה את החור השחור). הזיקוקין מתרחשים כאשר הגז הזה, המואץ למהירויות יחסיות, מושך קרוב ככל האפשר לאופק האירועים של החור השחור - מה שמכונה מסלול המעגל היציב ביותר (ISCO) - מבלי להיכלה.
באמצעות מכשיר ה- GRAVITY על ה- VLTI, הצוות צפה בהתלקחויות שהגיעו מחגורה שהוזזה במהירות של 30% במהירות האור במסלול מעגלי סביב Sag A *. לא זו בלבד שהפעם הראשונה שנצפתה בחומר המסתובב קרוב לנקודת האל-חזור של חור שחור, זו הייתה התצפיות המפורטות ביותר עד כה על חומר הקיף את זה קרוב לחור שחור.
כפי שאומר Oliver Pfuhl, מדען במכון מקס פלאנק לפיזיקה מחוץ לכדור הארץ וסופר משותף בעיתון, בהודעה לעיתונות האחרונה של ESO:
“זה ממש מרתק ממש לחזות בחומרים המקיפים חור שחור מאסיבי במהירות של 30% ממהירות האור. הרגישות האדירה של GRAVITY אפשרה לנו לצפות בתהליכי ההקרבה בזמן אמת בפירוט חסר תקדים.“
התצפיות שערכו אישרו גם את התיאוריה כי סאג A * הוא אכן חור שחור סופר-מסיבי - הידוע בכינויו "פרדיגמת החור השחור המסיבי". כפי שהסביר גנזל, ההישג הזה הוא משהו שמדענים מצפים אליו כבר עשרות שנים. "זה תמיד היה אחד מפרויקטי החלומות שלנו, אבל לא העזנו לקוות שזה יתאפשר כל כך מהר," אמר.
מעניין שזו לא הפעם הראשונה ששיתוף הפעולה של GRAVITY משתמש ב- VLTI כדי להתבונן במרכז הגלקסיה שלנו. מוקדם יותר השנה השתמש הצוות בכבידה GRAVITY ובספקטרוגרף לתצפיות שדה אינטגרלי במכשיר האינפרא אדום הקרוב (SINFONI) כדי למדוד תנועות של כוכב בזמן שניהל תנועה קרובה עם Sag A *.
כאשר הכוכב (S2) עבר קרוב לשדה הכבידה הקיצוני של מזל קשת A *, הקבוצה מדדה את מיקום הכוכב ואת מהירותו והשוותה אלה למדידות קודמות. לאחר שהשוו אותם לתיאוריות כוח המשיכה השונות, הם הצליחו לאשר שהתנהגות הכוכב תואמת את תחזיותיה של תורת היחסות הכללית של איינשטיין.
זה היה הישג משמעותי, שכן זו הייתה הפעם הראשונה שאושרה היחסות הכללית בסביבה כה קיצונית. כפי שהסביר פוחאל:
“פיקחנו מקרוב אחר S2, וכמובן שאנחנו תמיד עוקבים אחר קשת A *. במהלך התצפיות שלנו, התמזל מזלנו והבחינו בשלושה התלקחויות בהירות מסביב לחור השחור - זה היה צירוף מקרים מזל!“
בסופו של דבר, תצפיות פורצות דרך אלו התאפשרו הודות לשילוב של שיתוף פעולה בינלאומי וכלים חדישים. בעתיד מכשירים מתקדמים יותר - ושיטות משופרות לשיתוף נתונים - בטוחים לפתוח עוד יותר תעלומות של היקום ולעזור למדענים להבין כיצד התרחש.
והקפידו לבדוק את ה- ESOcast הזה שמדבר על התגלית האחרונה הזו, באדיבות ה- ESO:
** שיתוף הפעולה של GRAVITY מורכב מחברים ממכון מקס פלאנק לפיזיקה חוצנית, מצפה הכוכבים LESIA פריז, המרכז הלאומי מדעי הסקר סיינסיפיק (CNRS), מכון מקס פלאנק לאסטרונומיה, ה- Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) , המצפה האירופי הדרומי (ESO), ואוניברסיטאות מרובות אירופיות.
