Pelbagai

Penyelidik mendedahkan gambar kawasan di sekitar lubang hitam supermasif di Galaxy's Core

Penyelidik mendedahkan gambar kawasan di sekitar lubang hitam supermasif di Galaxy's Core

Penyelidikan baru oleh pasukan saintis antarabangsa mendedahkan hasil mengejutkan dari usaha terkoordinasi antara 14 institusi penyelidikan di seluruh dunia untuk menangkap gambaran yang jelas mengenai lubang hitam Sagittarius A * (Sgr A *), yang lama disyaki sebagai lubang hitam supermasif di tengah-tengah Bima Sakti.

Sagittarius A *: The Elusive Omnivore Mengintai di Galaxy Center

Lubang hitam adalah beberapa struktur yang paling eksotik di Alam Semesta, objek yang sangat padat dan agak kecil sehingga graviti mereka menghalang cahaya keluar. Sejauh ini, tidak ada yang pernah "melihat" lubang hitam, dan mereka hanya dapat dikesan secara tidak langsung oleh kesannya terhadap objek lain yang kelihatan seperti bintang.

Itu menjadikan lubang hitam supermasif, objek dengan dimensi yang agak kecil tetapi berjuta-juta kali lebih besar daripada Matahari, subjek spekulasi dan kajian yang kuat.

Di tengah-tengah banyak galaksi adalah lubang hitam supermasif, dan Sgr A * duduk di tengah-tengah kita. Sgr A * adalah 4 juta kali jisim Matahari kita dan berdiameter hanya 44 juta kilometer, sedikit lebih sedikit daripada jarak antara Matahari dan merkuri.

Sgr A * tidak dapat dilihat secara visual untuk beberapa sebab, tetapi yang paling penting adalah lengan lingkaran Bima Sakti berpusing di sekitar teras, mengaburkan pusat galaksi di sebalik awan debu dan gas yang sangat besar sehingga cahaya tidak dapat menembus, jadi satu-satunya cara untuk memerhatikannya adalah menggunakan gelombang inframerah, sinar-x, radio, dan gamma yang dilepaskan dalam kegilaan aktiviti di sekitar cakerawala peristiwa.

Ini bukan tanpa masalahnya sendiri. Sepanjang garis penglihatan dari Bumi ke lubang hitam supermasif, poket gas yang berlainan ketumpatan dan komposisi mengganggu dan memutarbelitkan gelombang ini dalam proses yang disebut hamburan antarbintang. Oleh itu, di mana kita berharap dapat melihat gambaran yang jelas mengenai struktur lubang hitam dan sekitarnya, yang dapat kita lihat hanyalah kekacauan kabur yang terang.

Usaha Antarabangsa yang Tidak Terduga

Inilah cabaran yang diharapkan dapat diatasi oleh Teleskop Event Horizon (EHT). EHT telah mengumpulkan rangkaian stesen teleskop radio dari seluruh dunia untuk membuat teleskop radio maya seluas 8.000 batu.

Dengan menggunakan apa yang dikenali sebagai interferometri garis dasar yang sangat panjang (VLBI), EHT dapat mempertajam resolusi rangkaian teleskop radio secara keseluruhan dengan meminta setiap teleskop melihat titik yang sama di ruang angkasa. Ini mencapai kesan yang serupa dengan menggunakan cermin yang lebih besar dalam teleskop optik untuk melihat objek yang lebih jauh dengan membuat teleskop radio dengan ukuran diameter Bumi secara berkesan.

Beralih ke jantung galaksi, EHT memulakan pemerhatian terkoordinasi Sgr A * pada bulan April 2017.

Setelah beberapa hari rakaman, EHT mengumpulkan data 1,000,000 Gb. Data ini dihantar ke makmal pemprosesan di Amerika Syarikat dan Jerman untuk dianalisis dan diharapkan dapat digabungkan menjadi gambaran lengkap lubang hitam supermasif, suatu proses yang telah memakan masa hampir 2 tahun.

Memotong Kebisingan

Setelah berbulan-bulan menyatukan data, sebuah makalah yang diterbitkan bulan ini dalam The Astrophysical Journal mengumumkan bahawa EHT telah berjaya menangkap gambar yang paling jelas dari persekitaran lubang hitam.

Mereka dapat mengenal pasti dan menyaring hampir semua hamburan antara bintang berkat karya Michael Johnson dari Pusat Astrofizik Harvard-Smithsonian "Walaupun menghamburkan kabur dan memutarbelitkan imej Sagitarius A *," katanya, "yang luar biasa ketetapan pemerhatian ini membolehkan kami menentukan sifat sebenar penyerakan tersebut. Kami kemudian dapat menghilangkan sebahagian besar kesan dari penyerakan dan mula melihat seperti apa keadaan di dekat lubang hitam. "

Imej lubang hitam mendedahkan sesuatu yang tidak diharapkan oleh siapa pun. Secara khusus, sumber radiasi dari Sgr A * lebih kecil daripada yang mereka jangkakan, dan yang lebih penting, morfologi wilayah sumber sangat simetris.

Menurut pengarang utama untuk makalah tersebut, Nijmegen Ph.D. pelajar Sara Issaoun, "ini mungkin menunjukkan bahawa pelepasan radio dihasilkan dalam cakera gas yang masuk dan bukan oleh jet radio. Namun, itu akan menjadikan Sagittarius A * pengecualian dibandingkan dengan lubang hitam pemancar radio lain."

"Alternatifnya," tambahnya, "mungkin jet radio menunjuk hampir ke arah kita."

Semasa Melihat Ke Dalam Jurang, Adakah Jurang Menoleh ke Belakang?

Oleh kerana bintang dan bahan lain dimakan oleh lubang hitam, jauh sebelum mencapai titik tidak kembali, daya tarikan graviti yang kuat yang bertindak pada bahan tersebut menimbulkan kesan yang meleret yang menghancurkan apa sahaja yang terlalu dekat.

Ini membentuk cakera penambahan bahan yang mengelilingi jisim pusat lubang hitam, berputar di sekitarnya dengan kelajuan mendekati peratusan kelajuan cahaya.

Tenaga yang luar biasa dalam proses ini bermaksud bahawa tidak semua bahan habis digunakan. Sebahagian daripadanya dikeluarkan keluar ke angkasa dengan jet yang sangat sempit dengan kelajuan cahaya dari kutub lubang hitam. Proses ini, dengan kekerasan dan tenaga yang sangat tinggi, menghasilkan banyak gelombang radio yang mengikuti jalan jet.

Dalam kedua-dua kes tersebut, pengamatan sumber radio Sgr A * menunjukkan kesimpulan yang sangat mustahil dan perdebatan yang sudah hangat mengenai sifat wilayah sumber ini sedang berlangsung.

Heino Falcke, profesor astronomi radio di Universiti Radboud dan penyelia Issaoun, telah menjalankan penyelidikan bebas ke Sgr A * selama hampir 30 tahun, memberitahu National Geographic, "mereka adalah titik akhir ruang dan waktu, dan mungkin mewakili had akhir dari kami pengetahuan. "

Pernah menjadi skeptis terhadap jet radio sebagai sumber gelombang radio Sgr A *, akhir tahun lalu, Falcke adalah sebahagian daripada usaha yang menemui bukti serupa untuk kesimpulan jet radio. Dulu skeptis, dia sekarang lebih terbuka terhadap ideanya: "Mungkin ini benar juga dan kita melihat binatang ini dari sudut pandang yang sangat istimewa."

Harapan untuk Pemerhatian yang Akan Datang

Kajian lebih lanjut akan diperlukan untuk menentukan sepenuhnya sifat sumber radio Sagittarius A *, tetapi dengan pemerhatian yang akan datang, EHT ingin melakukan Sgr A * pada 230 GHz, kegembiraan sedang membangun sehingga kita mungkin akan segera melihat bayangan Sgr A * cakrawala acara, memberi kami pengesahan visual pertama kami mengenai kewujudan lubang hitam.

"Walaupun menghamburkan kabur dan memutarbelitkan imej Sagittarius A *," kata Johnson, "resolusi luar biasa dari pemerhatian ini memungkinkan kita untuk menentukan sifat sebenar penyerakan tersebut. Berita besar adalah bahawa pemerhatian ini menunjukkan bahawa penyerakan tidak akan menghalang Teleskop Event Horizon melihat bayangan lubang hitam pada 230 GHz, jika ada yang dapat dilihat. "


Tonton videonya: APA YANG TERJADI JIKA MANUSIA MASUK KEDALAM BLACKHOLE? (Januari 2022).