Hluboky Pohled Na Cernou Diru Blizke Galaxie Odhaluje Misto Startu Mezigalaktickych Proudu
Úžasný dalekohled Event Horizon Telescope to udělal znovu: Zabralo to mimořádně snímky blízké galaxie Centaurus A ve vysokém rozlišení, které odhalují dvojité paprsky materiálu, které se vzdalují od supermasivní černé díry v jejím srdci podstatným zlomkem rychlosti světla.
Horizont událostí dalekohledu je ve skutečnosti mnoho různých dalekohledů po celém světě, které mohou sledovat objekt současně, a poté jejich data zkombinovat způsobem, který jim dává v podstatě rozlišovací schopnost dalekohledu velikost Země . To mu dává neuvěřitelně bystrý zrak, což je ekvivalent toho, že můžete vidět desetník sedící na povrchu Měsíce. Dalekohled nám to již dříve ukázal stín supermasivní černé díry v galaxii M87 magnetické pole materiálu vířící kolem něj a také paprsek tryskající ze vzdáleného blazaru.
Centaurus A je eliptická galaxie vzdálená něco málo přes 12 milionů světelných let. To je nám v galaktickém měřítku docela blízko. Je také nejbližší aktivní galaxie pro nás, takový, kde supermasivní černá díra v jeho středu aktivně hltá hmotu a vyzařuje záření.
Hmota nespadá jen do černé díry a - bloud! - zmizet. Shromažďuje se v disku kolem černé díry, jako voda vířící kolem odtoku ve vaně. V tom tření akreční disk ohřívá materiál až na miliony stupňů a prudce září a vyzařuje světlo z rádiových vln až do gama paprsků. Díky tomu je střed galaxie velmi zářivý, ačkoli v případě Centaura A tlustý pás prachu kolem středu galaxie blokuje většinu tohoto záření.
Centaurus A (vlevo nahoře) je eliptická galaxie se supermasivní černou dírou uprostřed, která vyzařuje paprsky hmoty. Různé dalekohledy umožňují astronomům přiblížit (vpravo nahoře a uprostřed) vnitřní části trysek, přičemž snímek dalekohledu Event Horizon Telescope (vpravo dole) ukazuje detaily, které dosud nikdo neviděl. Zápočet: Radboud University; CSIRO/ATNF/I.Feain a kol., R.Morganti a kol., N.Junkes a kol .; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss a kol .; NASA/CXC/CfA/R. Kraft a kol .; TANAMI/C. Mueller a kol .; EHT/M. Janssen a kol.
V mnoha takových galaxiích je magnetické pole zabaleno do disku a vytváří dva víry jako kosmická tornáda, která mohou materiál tahat nahoru a pryč od disku, zrychlovat jej na extrémně vysoké rychlosti a vypouštět do vesmíru. V Centaurus A tyto paprsky, tzv trysky astronomové, se pohybují rychlostí až 40% rychlosti světla. Jsou tak mocní, že úplně opustí galaxii a trvají stovky tisíc světelných let.
Fyzika toho, jak jsou tyto paprsky zaostřeny a odpalovány, není dobře pochopena, a proto astronomové velmi touží vidět centra takových galaxií velmi podrobně. A to je to, co poskytuje Event Horizon Telescope.
Ty dva tryskáče jsou vidět ... i když vypadají čtyři trysky. To je něco jako přelud. Paprsky jsou ve skutečnosti kužely a jsou zesvětleny hranami: Když se podíváme do středu paprsku, nedíváme se skrz tolik materiálu, jako když se díváme směrem k okraji, takže vypadá tmavší. Je to podobné, jako když se díváte na mýdlovou bublinu a vidíte ji jako tenký kruh kolem okraje. To je velmi běžný efekt u astronomických objektů, které jsou uprostřed duté.
Tenké sférické skořápky materiálu v prostoru mohou vypadat jako prstence, protože v blízkosti jejich okrajů vidíme více materiálu než přes střed, čímž je okraj jasný a střední stmívač. Zápočet: Phil Plait
Proud vlevo směřuje víceméně k nám a ten vpravo směřuje pryč. Ten, který ukázal na nás, vypadá jasněji v důsledku efektu zvaného relativistické paprskování . Je to komplikované, ale když se něco pohybuje blízko rychlosti světla, světlo, které vydává, má tendenci být paprskováno ve směru, kterým se pohybuje. Tryska namířená na nás má své světlo poslané více k nám, takže vypadá jasněji, a ta mířená pryč má své světlo zaostřené směrem od nás, takže vypadá slabší.
Obrázek trysek v Centaurusu A na dalekohledu Event Horizon Telescope ukazuje polohu neviditelné supermasivní černé díry (šipka), motoru, který pohání tento jev. Kredit: EHT/M. Janssen et al., Komentovaný Philem Plaitem
Pečlivé prozkoumání geometrie trysek ukazuje umístění jinak neviditelné centrální supermasivní černé díry v Centaurusu A, která je potřebná k pochopení toho, jak trysky vypouští. Z toho astronomové vyvodili jeden závěr, že trysky v Centaurus A vypadají velmi podobně jako ty, které jsou vidět v obrovské eliptické galaxii M87, předchozím cíli dalekohledu.
Černé díry všech velikostí mohou spouštět trysky - od těch, které několikrát převyšují hmotnost Slunce, až po monstra s miliardami slunečních hmot - a některé vlastnosti paprsků se škálovaly podle hmotnosti černé díry. Černá díra v Centaurusu A je asi 55 milionůkrát hmotnější než Slunce, přesně uprostřed tohoto rozmezí, a zdá se, že trysky dodržují stejné pravidlo. To je důležitý vodítko k tomu, jak to všechno funguje.
Centaurus A je eliptická galaxie se širokým prstencem prachu kolem svého středu (možné díky nedávné srážce s jinou galaxií) a její centrální černá díra vypouští trysky hmoty, které se táhnou stovky tisíc světelných let. Event Horizon Telescope ukazuje centrální oblast v nebývalých detailech. Zápočet: Radboud University; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss a kol .; NASA/CXC/CfA/R. Kraft a kol .; EHT/M. Janssen a kol.
Tyto obrázky jsou obrovským skokem v rozlišení, 16krát lepší než kterékoli dříve. Ale i ty s vyšším rozlišením jsou stále možné, přiblížení přímo na černou díru a případně odhalení jejího stínu , jako to udělal Event Horizon Telescope s M87. To astronomům pomůže dozvědět se mnohem více, například o tom, jak silná jsou magnetická pole v blízkosti černé díry, co se děje přímo na základně paprsku, kde dochází k jejímu zrychlení, kolik plynu obklopuje černou díru (jak na disku, tak jen v objem kolem něj).
Přesto tyto obrázky vidí rysy malé až 15 miliard km napříč, tedy méně než dvakrát větší než oběžná dráha Neptunu! Pamatujte, Centaurus A je 120 milionů bilionů kilometrů od nás , tak to je neuvěřitelné.
Poznamenávám, že všechna tato data byla získána během pouhých 105 minut pozorování středu galaxie. Je to úžasný úspěch a ukazuje, že je toho ještě hodně, co čeká. Mnoho astronomů doufá, že se brzy dočkáme pozorování supermasivní černé díry v naší vlastní galaxii.
To je ve skutečnosti těžké z různých důvodů (například materiál se rychle pohybuje a jas se mění v krátkých časových měřítcích, což ztěžuje tato pozorování), ale pokaždé, když vidím nové obrázky, jako jsou tyto, je pro mě ještě dychtivější vidět naše vlastní místní příšera. Snad brzy!
