חור שחור עצום כמעט שלא ניתן לתאר אותו ממוקם בלב שביל החלב. אבל כמובן, איש מעולם לא ראה כזה (מעין זה יותר מאוחר יותר): הכל מבוסס על עדויות אחרות מלבד התבוננות ישירה.
SMBH של שביל החלב נקרא מזל קשת A * (סגר א ') והוא מסיבי פי ארבעה מהשמש. מדענים יודעים שזה שם כי אנחנו יכולים לראות את ההשפעה שיש לו על חומר שמתקרב אליו יותר מדי. כעת, יש לנו אחת מהנופים הטובים ביותר שלנו עד כה על סגר. A *, תודה לצוות מדענים המשתמשים בטכניקה שנקראת אינטרפרומטריה.
כמו סגר. כוח המשיכה העוצמתי של A * מושך אליו גז ואבק, הגז והאבק מתערבלים סביב החור. איכשהו מקרינה כמות עצומה של אנרגיה, שאסטרונומים יכולים לראות. אבל אסטרונומים לא בדיוק בטוחים מה משחרר את האנרגיה הזו. האם זה בא מהחומר המסתחרר? או שמא זה מגיע מטוסי חומר המתרחקים מהבור?
"מקור הקרינה מ- Sgr A * נדון במשך עשרות שנים."
מייקל ג'ונסון מהמרכז לאסטרופיסיקה | הרווארד וסמית'סוניאן (CfA)
"מקור הקרינה מ- Sgr A * נדון במשך עשרות שנים", אומר מייקל ג'ונסון מהמרכז לאסטרופיסיקה | הרווארד וסמית'סוניאן (CfA). "דגמים מסוימים צופים כי הקרינה נובעת מדיסק החומר שנבלע על ידי החור השחור, בעוד שאחרים מייחסים אותו למטוס של חומר המתרחק מהחור השחור. ללא מבט חד יותר על החור השחור, איננו יכולים לשלול את אחת מהאפשרויות. "
אז הבנת חורים שחורים פירושה שאסטרונומים צריכים לראות בצורה ברורה יותר את אזור החור. אבל אירועים בסגר. A * מוסתרים על ידי ענני אלקטרונים מגושמים בינינו למרכז הגלקסיה. והעננים האלה מטשטשים ומעוותים את השקפתנו על החור השחור.
צוות אסטרונומים הצליח להסתכל בענני האלקטרונים האלה כדי לראות בצורה ברורה יותר את המתרחש ב- Sgr. א *. הקבוצה מובלת על ידי
סטודנטית לתואר שלישי באוניברסיטת Radboud, שרה עיסאון, ולראות את סגר. בשכונה של A * הם הסתמכו על טכניקה שנקראה אינטרפרומטריה ארוכת-בסיס (VLBI).
התוצאה? אחת התמונות הברורות ביותר שלנו עדיין מה שקורה בחור השחור העל-מסיבי של הגלקסיה שלנו.
אינטרפרומטריה היא הטכניקה של רתימת טלסקופים מרובים זה לזה לדימוי של אובייקט מרוחק בצורה יעילה יותר. ככל שההיקפים נפרדים זה מזה, כך קו הבסיס ארוך יותר, כך הצמצם האפקטיבי גדול יותר. בעזרת ה- VLBI, המשמש במחקר זה, הטלסקופים האישיים חוצים את הגלובוס ויוצרים סוג טלסקופ וירטואלי עצום.
אבל היו אינטרפרומטרים אחרים, והם לא ראו את סגר. זה ברור. הצוות שעומד מאחורי מחקר זה עשה התקדמות אחת נוספת בתחום האינטרפרומטריה. הם ציידו את ה- ALMA החזקה (מערך מילולית גדול של אטקמה) בצ'ילה באלקטרוניקה חדשה, המכונה מערכת שלב. זה איפשר ל- ALMA, שהיא כבר אינטרפרומטר, להצטרף לרשת של 12 טלסקופים אחרים בשם GMVA (Global 3mm VLBI Array). כמו שהשם אומר, GMVA הוא כבר אינטרפרומטר ארוך-טווח בסיסי. אז ההצטרפות ל- GMVA עם ALMA יוצרת מעין Super VLBI.
"... אנו מסתכלים על החיה הזו מנקודת תצפית מיוחדת מאוד."
היינו פלקה, פרופסור לאסטרונומיה ברדיו באוניברסיטת רדבוד.
"ALMA עצמה היא אוסף של יותר מ- 50 מנות רדיו. הקסם של מערכת ה- PhMA החדשה הוא לאפשר לכל הכלים הללו לתפקד כטלסקופ יחיד, שיש לו את הרגישות של צלחת יחידה שגובהה יותר מ 75 מטר. רגישות זו ומיקומה גבוה בהרי האנדים הופכים אותה למושלמת למחקר ה- Sgr A * הזה, "אומר שep דואלמן מ- CfA, שהיה החוקר הראשי של פרויקט השלב ALMA.
"פריצת הדרך באיכות התמונה הגיעה משני גורמים", מסבירה לינדי בלקברן, אסטרונומית רדיו ב- CfA. "על ידי התבוננות בתדרים גבוהים השחיתות התדמיתית מחומר בין-כוכבי הייתה פחות משמעותית, ועל ידי הוספת ALMA הכפלנו את כוחו המפתר של המכשיר שלנו."
אז מה למדו מדענים מחידוש זה? כיצד עזרו להם תמונות מעולות אלה להבין את החור השחור העל-מסיבי שלנו, סגר. א *?
התמונות החדשות מראות כי לקרינה מ- Sgr A * יש מורפולוגיה סימטרית והיא קטנה מהצפוי - היא משתרעת על 300 מיליון מעלות בלבד. "זה עשוי להצביע על כך שפליטת הרדיו מיוצרת בדיסק של דלק חודר ולא באמצעות מטוס רדיו", מסביר עיסאון, שבדק הדמיות מחשב נגד התמונות. "עם זאת, זה יהפוך את Sgr A * לחריג בהשוואה לחורים שחורים פולטים אחרים. האלטרנטיבה יכולה להיות שהמטוס הרדיו מכוון אלינו כמעט ישירות. "
יש הרבה ויכוחים סביב האנרגיה שמקרינה סגר. A *, ובין אם זה מחומר מסתובב ומחומם בדיסק ההקרדה, או מטוסי חומר המופנים הרחק מהחור. זה עשוי להיות תלוי בנקודת התצפית שלנו.
המנחה של עיסאון הוא היינו פאלקה, פרופסור לאסטרונומיה ברדיו באוניברסיטת רדבוד. פאלקה הופתע מהתוצאה הזו, ובשנה שעברה, Falcke היה רואה בדגם הסילון החדש הזה בלתי סביר. אולם לאחרונה קבוצה נוספת של חוקרים הגיעה למסקנה דומה באמצעות אינטרפרומטר הטלסקופים הגדולים מאוד של ESO של טלסקופים אופטיים וטכניקה עצמאית. "אולי זה נכון," מסכם פאלקה, "ואנחנו מסתכלים על החיה הזו מנקודת תצפית מאוד מיוחדת."
אסטרונומים לא סיימו עם Sgr. עדיין *. הם מתכננים לקבל מבט טוב יותר וטוב יותר על החור השחור העל-מסיבי. "התצפיות הראשונות על Sgr A * בגודל 86 ג'יגה הרץ מתוארכות לפני 26 שנה, עם קומץ טלסקופים בלבד. במהלך השנים, איכות הנתונים השתפרה בהתמדה ככל שיותר טלסקופים מצטרפים, "אומר ג'יי אנטון סוסוס, מנהל מכון מקס פלאנק לאסטרונומיה ברדיו.
הבא הוא הטלסקופ אופק אירועים.
ה- EHT הוא שיתוף פעולה בינלאומי שנועד לחקור את הסביבה הקרובה של חור שחור. זה לא טלסקופ אחד, אלא מערכת מקוונת של טלסקופים רדיו ברחבי העולם שכולם עובדים יחד באמצעות אינטרפרומטריה. על ידי מדידת האנרגיה האלקטרומגנטית מהאזור המקיף את החור השחור עם צלחות רדיו מרובות במקומות מרובים, ניתן לגזור חלק מתכונות המקור.
אסטרונומים בילו תקופה של ארבע שנים באמצעות ה- EHT לחקר חור שחור סופר-מסיבי. התקופה ההיא הסתיימה באפריל 2017, אולם צוות של 200 מדענים ומהנדסים עדיין עובד על הנתונים. עד כה הם פרסמו רק תמונת מודל ממוחשבת של מה שהם מקווים לראות.
מייקל ג'ונסון אופטימי. "אם ל- ALMA יש את אותה ההצלחה בהצטרפות לטלסקופ 'אופק אירועים' בתדרים אפילו יותר גבוהים, התוצאות החדשות הללו מראות שפיזור בין-כוכבים לא יעצור אותנו מלהציץ כל הדרך עד לאופק האירועים של החור השחור."
תוצאות הצוות פורסמו בכתב העת Astrophysical.
מקורות:
- הודעה לעיתונות: הרמת הרעלה על החור השחור בלב הגלקסיה שלנו
- נייר מחקר: גודל, צורתו ופיזורו של מזל קשת A * במהירות 86 ג'יגה הרץ: VLBI הראשון עם ALMA
- מגזין החלל: הנה איך נראים התמונות הראשונות מאופק האירוע
- כניסה לוויקיפדיה: קשת A *
- מצפה כוכבים ALMA
