ALMA je merila črno luknjo s točnostjo brez primere

ALMA je merila črno luknjo s točnostjo brez primere

Astronomi so s hitrostjo vrtenja akrecijskega diska izmerili maso črne luknje, ki je bila 660 milijonov krat masivnejša od Sonca.

Čeprav vemo, da so črne luknje velike, kako pa astronomi merijo svojo maso? Ne moremo samo priti noter in tehtati. Na srečo imajo astronomi veliko pametnih načinov za merjenje mase predmetov v vesolju, črne luknje pa niso izjema.

Z uporabo največjega in najmočnejšega observatorija na planetu so lahko astronomi podrobno videli osrednji del eliptične galaksije, imenovane NGC 1332, ki je od nas oddaljena približno 75 milijonov svetlobnih let, da bi dobili podrobno sliko vrtinčnih plinov okoli osrednje supermasivne črne luknje. Kljub temu, da ima večina znanih galaksij v svojih jedrih ogromne črne luknje, je črna luknja v središču NGC 1332 660 milijonov-krat večja od našega Sonca.

Za dosego te visoke natančnosti je bila uporabljena Atimska velika milimeter / submilimetrska mreža (ALMA) v Čilu, vendar ni neposredno pogledala črne luknje, temveč je sledila grozovitemu galaksijskemu galaktičnemu plinu, ki se je zataknil v globoko luknjo črne luknje.

"Da bi izračunali maso črne luknje v središču galaksije, moramo izmeriti hitrost nečesa, kar se vrti okoli njega," je dejal Aaron Barth z Univerze v Irvine v Kaliforniji in glavni avtor študije, objavljene v Astrophysical Journal. "Za natančno merjenje moramo podrobno preučiti središče galaksije, kjer je gravitacijska privlačnost črne luknje prevladujoča sila." "ALMA je fantastično novo orodje za izdelavo teh opažanj."

Vsi vemo, da so črne luknje črne. Njihova masa ima tako veliko gravitacijsko vlečenje, da nič, niti svetloba, ne more uiti gravitacijski pasti. Ker jih ne vidimo, lahko astronomi zaznajo prisotnost črnih lukenj z drugimi, posrednimi sredstvi. Eden od načinov je izmeriti emisije vročih plinov, ki jih ujame črna luknjica. Drug način: opazovati, kako masa črne luknje deformira prostor-čas, upogibanje svetlobe okoli nje.

V primeru NGC 1332 je mogoče upoštevati hladen molekularni plin, ki je v neposredni bližini črne luknje. Če poznamo razdaljo plinskega oblaka od črne luknje, lahko s pomočjo ALMA z veliko natančnostjo izmerimo maso črne luknje. Ona je resnično pošastna.

V tej galaksiji je plin sploščen v velik disk, ki se vrti okoli črne luknje s polmerom 800 svetlobnih let. Za primerjavo, razdalja od našega sončnega sistema do najbližjega zvezdnega sistema Alpha Centauri je nekaj več kot 4 svetlobna leta. Polmer te kolosalne strukture je 200 krat širši. Na vidnih valovnih dolžinah tega diska ni mogoče videti v celoti in izgleda kot silhueta na ozadju gosto zapakiranih zvezd. Vendar pa ALMA skenira prostor v radijskem pasu, in ker disk z hladnim plinom ustvarja radijsko oddajanje, astronomom omogoča, da razlikujejo med »majhnimi« strukturami, ki so v disku le 15 svetlobnih let. Ta neverjetna merilna natančnost je omogočila vpogled v "sfero vpliva" črne luknje v 80 svetlobnih letih od središča. Plini v tej regiji se vrtijo s hitrostjo več kot 300 milj na sekundo.

Prejšnje meritve mase črne luknje so temeljile na opazovanju vidne svetlobe ioniziranega plina v vročih akrecijskih diskih. Čeprav lahko opazovalni centri, kot je vesoljski teleskop Hubble, izračunajo maso črnih lukenj, so ti vroči akrecijski diski sami po sebi turbulentni. To dodaja večjo stopnjo negotovosti pri vidnih meritvah svetlobe.

Toda emisije iz hladnega molekularnega plina (v tem primeru emisij ogljikovega monoksida ali CO) v razširjenih diskih prihajajo iz precej bolj umirjenih pogojev, kar astronomom omogoča natančnost, ki jo je mogoče izmeriti.

Komentarjev (0)
Iskanje