Kujutise krediit: NRAO
Kolmkümmend aastat pärast seda, kui astronoomid avastasid salapärase objekti meie Linnutee galaktika täpses keskpunktis, on rahvusvahelisel teadlaste meeskonnal lõpuks õnnestunud otseselt mõõta selle objekti suurus, mis ümbritseb musta auku, mis on Päikesest ligi neli miljonit korda massiivsem. See on mustale augule seni kõige lähedasem teleskoopiline lähenemisviis ja seab astrofüüsika peamise piiri tulevaste vaatluste ulatusse. Teadlased kasutasid läbimurde tegemiseks Riikliku Teadusfondi raadioteleskoopi Very Long Baseline Array (VLBA).
"See on suur samm edasi," ütles Geoffrey Bower California-Berkeley ülikoolist. "See on midagi, mida inimesed on soovinud teha 30 aasta jooksul," kuna galaktiline keskuse objekt, nimega Ambur A * (hääldatakse "A-täheks"), avastati 1974. aastal. Astronoomid teatasid oma uurimistööst 1. aprilli väljaandes Teadus Ekspress.
"Nüüd on meil objekti suurus, kuid selle täpse olemuse kohta jääb endiselt mõistatus," lisas Bower. Ta selgitas, et järgmine samm on selle kuju õppimine, „et saaksime teada, kas see on joad, õhuke ketas või sfääriline pilv.“
Linnutee keskus, mis asub Maast 26 000 valgusaasta kaugusel, on tolmu varjatud, nii et nähtava valguse teleskoobid ei saa objekti uurida. Ehkki Galaktika keskpiirkonnast pärit raadiolained võivad tolmu tungida, hajutatakse neid turbulentse laetud plasmaga ruumis piki vaatevälja Maa poole. See hajumine oli pettunud varasematel katsetel mõõta keskse objekti suurust, nagu udu hägustab kaugete tuletornide pimestamist.
"Pärast 30 aastat on raadioteleskoobid lõpuks udu ära tõstnud ja me näeme, mis toimub," ütles Heino Falcke, Hollandi Westerborki raadiovaatluskeskuse esindaja, teine uurimisrühma liige.
Hele, raadiosaatjat kiirgav objekt sobiks täpselt Maa orbiidi teekonna sisse ümber Päikese, ütlesid astronoomid. Musta augu enda läbimõõt on nende järgi umbes 14 miljonit miili ja see mahuks hõlpsalt Merkuuri orbiidile. Mustad augud on nii tihedad aine kontsentratsioonid, et isegi võimas valgus ei pääse nende tugevast raskusastmest.
Uued VLBA tähelepanekud andsid astronoomidele oma parima ülevaate musta augu süsteemist. "Oleme palju lähemal sellele, et näha musta augu mõjusid keskkonnale siin kui mujal," sõnas Bower.
Arvatakse, et Linnutee keskne must auk, nagu ka selle aktiivsemate galaktiliste tuumade massiivsemad nõod, tõmbab selle ümbrusest materjali ja toidab selles protsessis raadiolainete emissiooni. Kuigi uued VLBA tähelepanekud pole selle protsessi olemuse kohta lõplikku vastust andnud, on need aidanud mõned teooriad välistada, ütles Bower. Viimase töö põhjal selgitas ta, et peamised raadiodioksiidi tekitava objekti olemuse teooriad on subatomaatiliste osakeste joad, mis on sarnased raadiogalaktikates; ja mõned mateeriaga seotud teooriad kiirendatakse musta augu serva lähedal.
Kuna astronoomid uurisid Amburit A * kõrgematel ja kõrgematel raadiosagedustel, muutus objekti nähtav suurus väiksemaks. Ka see asjaolu, Boweri sõnul, aitas välistada mõned ideed objekti olemusest. Täheldatud suuruse vähenemine suureneva sagedusega või lühema lainepikkusega annab ka astronoomidele ahvatleva sihtmärgi.
"Me arvame, et suudame lõpuks piisavalt lühikese lainepikkusega täheldada, et musta augu suuruse saavutamisel näeme läbilõiget," sõnas Bower. Lisaks ütles ta, et "loodame tulevastes vaatlustes näha" varju ", mida põhjustab musta augu väga tugeva gravitatsiooni gravitatsiooniline lääts."
Falcke ja ta kolleegid tegid 2000. aastal ettepaneku sellise vaatluse tegemiseks teoreetiliselt ja nüüd tundub see teostatav. "Musta augu sündmuste horisondi varju kujutamine on nüüd meie käeulatuses, kui teeme järgmistel aastatel piisavalt tugevat tööd," lisas Falcke.
Veel üks järeldus, milleni teadlased jõudsid, on Boweri sõnul "musta augu kogumass väga kontsentreeritud". Uued VLBA tähelepanekud pakuvad tema sõnul "ülimassiivse musta augu massi täpset asukohta läbi aegade". Nende vaatluste täpsus võimaldab teadlastel öelda, et vähemalt 40 000 Päikese mass peab asuma ruumis, mis vastab Maa orbiidi suurusele. See arv tähistab siiski ainult massi alumist piiri. Teadlaste hinnangul on kogu musta augu mass - võrdne nelja miljoni päikesega - koondunud hästi raadiost kiirgava objekti poolt ümbritsetud ala.
Mõõtmise tegemiseks pidid astronoomid minema vaeva nägema, et vältida Amburi A * ja Maa vahelise plasma udu laialivalguvat mõju. "Me pidime oma tehnikat tõesti kõvasti edasi lükkama," sõnas Bower.
Bower võrdles ülesannet sellega, et ta püüdis oma dušikilbi jäätunud klaasist läbi näha oma kollast kummist pardipoega. Tehes arvukalt vaatlusi, säilitades ainult kõrgeima kvaliteediga andmeid ja eemaldades matemaatiliselt plasma hajumisefekti, õnnestus teadlastel Amburi A * suuruse esimene mõõtmine.
Lisaks Bowerile ja Falckele kuuluvad uurimisrühma ka Robin Herrnstein Columbia ülikoolist, Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskuse Jun-Hui Zhao, riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse Miller Goss ja California-Berkeley ülikooli Donald Backer. Falcke on ka Nijmegeni ülikooli abiprofessor ja Saksamaal Bonnis asuva Max-Plancki Radioastronoomia Instituudi külalisteadlane.
Amburi A * leidsid 1974. aasta veebruaris Bruce Balick, nüüd Washingtoni ülikoolist, ja Robert Brown, kes on nüüd Cornelli ülikooli riikliku astronoomia ja ionosfääri keskuse direktor. On veenvalt näidatud, et see on Linnutee keskus, mille ümber ülejäänud galaktika pöörleb. Aastal 1999 kasutasid Mark Reid Harvardi-Smithsoni astrofüüsikakeskusest ja tema kolleegid VLBA Amburi A * vaatlusi, et tuvastada Maa liikumist galaktika keskuse ümbruse orbiidil ja tegi kindlaks, et meie Päikesesüsteemil kulub 226 miljonit aastat, et teha üks vooluring ümber Galaktika.
2004. aasta märtsis kogunes 55 astronoomi Riikliku Raadio Astronoomia Vaatluskeskuse hoonesse Green Banki osariigis Lääne-Virginias teaduskonverentsile, mis tähistas Amburi A * avastamist Rohelises Pangas 30 aastat tagasi. Sellel konverentsil paljastasid teadlased mälestustahvli ühel avastusteleskoobil.
Riikliku raadioastronoomia vaatluskeskuse osa väga pikk lähtejooneline massiivi on mandri laiune raadioteleskoobisüsteem, 10, 240tonnise antenniantenniga alates Hawaiist kuni Kariibi mereni. See annab astronoomias, Maal või kosmoses asuva teleskoobi suurima lahutusvõime või võimaluse näha peeneid detaile.
Riiklik raadioastronoomiavaatluskeskus on Riikliku Teadusfondi rajatis, mida haldab Associated Universities, Inc. koostöölepingu alusel.
Algne allikas: NRAO pressiteade
