От 70-те години на миналия век астрономите теоретизират, че в центъра на нашата галактика, на около 26 000 светлинни години от Земята, съществува супермасивна черна дупка (SMBH), известна като Стрелец А *. Измервайки приблизително 44 милиона км (27,3 милиона мили) в диаметър и тегло около 4 милиона слънчеви маси, се смята, че тази черна дупка е оказала дълбоко влияние върху формирането и развитието на нашата галактика.
И въпреки това, учените никога не са успели да го видят директно и съществуването му е било направено на базата на ефекта, който има върху звездите и материала около него. Нови наблюдения, проведени от сътрудничеството GRAVITY **, успяха да дадат най-подробните досега наблюдения по въпроса около Стрелец А *, което е най-силното доказателство, че в центъра на Млечния път съществува черна дупка.
Изследването, което описва техните открития - „Откриване на орбитални движения в близост до последната стабилна кръгова орбита на масивната черна дупка SgrA *“, което наскоро се появи в списанието Астрономия и астрофизика - е ръководен от Райнхард Гензел от Института за извънземна физика „Макс Планк“ и включва различни учени, които съставят сътрудничеството GRAVITY.
Сътрудничеството на GRAVITY (съставено от учени от множество европейски изследователски институти и университети) е така наречено поради асоциацията им с инструмента GRAVITY, който е част от много големия телескопски интерферометър (VLTI) на ESO. Този инструмент комбинира светлината от четирите телескопа на VLT, за да създаде виртуален телескоп с диаметър 130 m (426,5 фута) в диаметър.
През последните две години този екип използва този инструмент за наблюдение на Галактическия център и Sgr A *, за да наблюдава ефектите, които има върху околната среда. Целта на тези наблюдения е да се тестват прогнозите, направени от Теорията на общата относителност на Айнщайн и да научат повече за SMBH, като изучават най-близкия наличен кандидат.
Друга цел беше да се търсят орбиталните движения на пламъците на инфрачервено излъчване (известни още като „горещи точки“) в диска за увеличаване на Sag A * (колана на газ, който обикаля около черната дупка). Взривите се случват, когато този газ, който е ускорен до релативистични скорости, се изтегли възможно най-близо до хоризонта на събитията на черната дупка - това, което е известно като най-вътрешната стабилна кръгова орбита (ISCO), без да се консумира.
Използвайки инструмента GRAVITY на VLTI, екипът наблюдава пламъци, идващи от колана, който е ускорен до 30% от скоростта на светлината в кръгова орбита около Sag A *. Не само, че това е първият път, когато материалът е бил наблюдаван в орбита близо до точката на връщане на черната дупка, но и най-подробните наблюдения на материал, който се движи около тази черна дупка.
Както Оливър Пфул, учен от Института за извънземна физика „Макс Планк“ и съавтор на хартията, заяви в неотдавнашно прессъобщение на ESO:
“Удивително е действително да станете свидетели на материал в орбита на масивна черна дупка при 30% от скоростта на светлината. Огромната чувствителност на GRAVITY ни позволи да наблюдаваме процесите на натрупване в реално време с безпрецедентни детайли.“
Наблюденията, които проведоха, също потвърдиха теорията, че Sag A * наистина е супермасивна черна дупка - иначе известна като „масивна парадигма на черната дупка“. Както Гензел обясни, това постижение е нещо, което учените очакват от десетилетия. „Това винаги беше един от мечтаните ни проекти, но не смеехме да се надяваме, че ще стане възможно толкова скоро“, каза той.
Интересното е, че това не е първият път, когато колаборацията GRAVITY използва VLTI за наблюдение на центъра на нашата галактика. По-рано тази година екипът използва GRAVITY и спектрографа за наблюдения на интегрални полета в инструмента за близки инфрачервени лъчи (SINFONI), за да измерва движенията на звезда, докато провеждаше близък полет със Sag A *.
Когато звездата (S2) премина близо до крайното гравитационно поле на Стрелец А *, екипът измерва позицията и скоростта на звездата и ги сравнява с предишни измервания. След като ги сравниха с различни теории за гравитацията, те успяха да потвърдят, че поведението на звездата е в съответствие с прогнозите, направени от Теорията на общата относителност на Айнщайн.
Това беше голямо постижение, тъй като за първи път Общата относителност беше потвърдена в такава екстремна среда. Както Pfuhl обясни:
“Наблюдавахме внимателно S2 и разбира се винаги следим Стрелец А *. По време на наблюденията ни имахме късмета да забележим три ярки пламъци от черната дупка - това беше щастливо съвпадение!“
В крайна сметка тези новаторски наблюдения станаха възможни благодарение на комбинация от международно сътрудничество и най-съвременни инструменти. В бъдеще по-модерните инструменти - и подобрените методи за споделяне на данни - със сигурност ще отключат още повече мистерии на Вселената и ще помогнат на учените да разберат как е станало.
И не забравяйте да разгледате този ESOcast, който говори за това скорошно откритие, с любезното съдействие на ЕСО:
** Сътрудничеството на GRAVITY се състои от членове от Института за извънземна физика „Макс Планк“, Парижката обсерватория LESIA, Центъра за национална наука за научни изследвания (CNRS), Института за астрономия „Макс Планк“, Центъра за астрофистика и гравитацията (CENTRA) , Европейската южна обсерватория (ЕСО) и множество европейски университети.
