Кредитна слика: ЕСО
Тим астронома приметио је иначе нормалну звезду да прође поред супермасивне црне рупе која вреба у центру наше Галаксије Млечног Пута. При свом најближем приближавању, звезда је била удаљена само 17 светлосних сати од црне рупе (три пута удаљеност Сунца од Плутона). Слике региона сакупљане су током 10 година користећи адаптивни оптички систем на Паралној опсерваторији европске јужне опсерваторије.
Међународни тим астронома [2], предвођен истраживачима из Института за ванземаљску физику Мак-Планцк (МПЕ), директно је опазио нормалну звезду која се креће око орбите супермасивне црне рупе у средишту Галаксије Млечног пута.
Десет година мукотрпних мерења крунисано је низом јединствених слика добијених инструментом Адаптиве Оптицс (АО) НАОС-ЦОНИЦА (НАЦО) [3] на 8,2-метарском ВЛТ ИЕПУН телескопу у ЕСО Паранал опсерватори. Испада да се раније ове године звезда приближила централној Црној рупи у року од 17 светлосних сати - само три пута удаљеност између Сунца и планете Плутона - док је путовала брзином не мањом од 5000 км / сек.
Претходна мерења брзина звезда у близини центра Млечног пута и променљиве емисије рендгенских зрака из овог подручја пружили су најјачи доказ до сада постојања централне Црне рупе у нашој матичној галаксији и, имплицитно, да је тамна маса концентрације виђене у многим језграма других галаксија вероватно су такође супермасивне црне рупе. Међутим, још увек није могуће искључити неколико алтернативних конфигурација.
У преломном раду који се појављује у истраживачком часопису Натуре 17. октобра 2002, присутни тим извештава о својим узбудљивим резултатима, укључујући слике високе резолуције које омогућавају праћење две трећине орбите звезде означене са „С2“. Тренутно је најближа запажена звезда компактном радијском извору и огромном кандидату за црну рупу „СгрА *“ („Стрелац А“) у самом средишту Млечног пута. Орбитално раздобље је нешто више од 15 година.
Нова мерења са великом поузданошћу искључују да се средишња тамна маса састоји од гомиле необичних звезда или елементарних честица, и остављају мало сумње у присуство супермасивне црне рупе у центру галаксије у којој живимо.
Квази и црне рупе
Откако су откривени квазари (квази звездани извори радија) 1963. године, астрофизичари су тражили објашњење производње енергије у овим најсјајнијим објектима у Универзуму. Квази се налазе у центрима галаксија, а верује се да огромна енергија коју ови објекти емитују захваљујући материји која пада на супермасиву Црну рупу, ослобађајући гравитациону енергију интензивним зрачењем пре него што материјал заувек нестане у рупи (у физичкој терминологији: „Прелази изван хоризонта догађаја“ [4]).
Да бисте објаснили огромну производњу енергије квазара и других активних галаксија, потребно је претпоставити присуство црних рупа са масама од милион до неколико милијарди пута већим од масе Сунца. Током протеклих година прикупљено је много доказа у прилог горе наведеном моделу „прикупљања црних рупа“ за квазаре и друге галаксије, укључујући детекцију концентрације тамне масе у њиховим централним регионима.
Међутим, недвосмислени доказ захтева искључење свих могућих других конфигурација централне масе које нису црне рупе. За то је неопходно одредити облик гравитационог поља врло близу централног објекта - а то није могуће за далеке квадраре због технолошких ограничења тренутно доступних телескопа.
Средиште Млијечног Пута
Средиште наше галаксије Млијечни пут налази се у јужном консталацији Стријелца (Стрелац) и удаљено је „само“ 26 000 свјетлосних година [5]. На сликама високе резолуције могуће је разабрати хиљаде појединих звезда унутар централне, једне светлосне године (ово одговара отприлике једној четвртини удаљености „Прокима Центаури“, звезди која је најближа Сунчевом систему) .
Користећи покрете ових звезда за испитивање гравитационог поља, опажања 3,5-метарским телескопом за нову технологију (НТТ) у ЕСО опсерваторију Ла Силла (Чиле) (а после тога и на 10 м телескопу Кецк, Хаваји, САД) над последња деценија је показала да је маса око 3 милиона пута већа од Сунца концентрисана у радијусу од само 10 светлосних дана [5] компактног радио и рендгенског извора СгрА * („Стрелац А“) у центру звездног кластера.
То значи да је СгрА * највјероватнији пандан претпостављеној црној рупи и истовремено чини Галактички центар најбољим доказом за постојање таквих супермасивних црних рупа. Међутим, те раније истраге нису могле искључити још неколико конфигурација које нису црне рупе.
„Тада су нам потребне још оштрије слике да бисмо решили питање да ли је могућа било која конфигурација осим црне рупе и рачунали смо на ЕСО ВЛТ телескоп да бисмо их обезбедили“, објашњава Реинхард Гензел, директор Мак-Планцк института за изванземаљску физику ( МПЕ) у Гарцхинг-у близу Минхена (Немачка) и члан садашњег тима. „Нови инструмент НАОС-ЦОНИЦА (НАЦО), изграђен у уској сарадњи између нашег института, Института Мак-Планцк за астрономију (МПИА: Хеиделберг, Немачка), ЕСО и опсерваторија Париз-Меудон и Гренобле (Француска), управо је био шта нам је било потребно да направимо овај одлучни искорак “.
НАЦО запажања центра Млечног Пута
Нови инструмент НАЦО [3] инсталиран је крајем 2001. године на ВЛТ телескопу 8,2 м ИЕПУН. Већ током почетних тестова произвео је много импресивних слика, од којих су неке биле предметом ранијих издања за ЕСО [6].
„Прва запажања ове године са НАЦО-ом дала су нам одмах најоштрије и„ најдубље “слике Центра Млечног Пута икада, показујући велики број звезда у том крају са детаљима“, каже Андреас Ецкарт са Универзитета у Келну, још један члан међународног тима који предводе Раинер Сцхдел, Тхомас Отт и Реинхард Гензел из МПЕ. "Али још увек смо били преплављени предивним исходом тих података!"
Комбинујући своје инфрацрвене слике са радио-подацима високе резолуције, тим је могао да утврди - током десетогодишњег периода - врло тачне позиције од око хиљаду звезда у централном подручју у односу на компактни радио извор СгрА *, погледајте ПР Фото 23ц / 02.
„Када смо у анализу у мају 2002. укључили најновије податке о НАЦО, нисмо могли да верујемо својим очима. Звезда С2, која је тренутно најближа СгрА *, управо је извршила брзи замах у близини радио извора. Одједном смо схватили да смо заправо сведоци кретања звезде у орбити око централне црне рупе, узимајући је невероватно близу тог тајанственог објекта “, каже веома срећан Тхомас Отт, који сада ради у тиму МПЕ на својој докторској тези. .
У орбити око централне црне рупе
Ниједан догађај попут овог никада није забележен. Ови јединствени подаци недвосмислено показују да се С2 креће дуж елиптичне орбите са СгрА * у једном фокусу, тј. С2 орбита СгрА * као што Земља кружи око Сунца, усп. десни панел ПР фотографије 23ц / 02.
Врхунски подаци такође омогућавају прецизно одређивање орбиталних параметара (облик, величина, итд.). Испада да је С2 у пролеће 2002. достигао најближу удаљеност до СгрА *, у том моменту је био удаљен само 17 светлосних сати [5] од радио извора, или само 3 пута више од удаљености од Сунца-Плутона. Тада се кретао брзином већом од 5000 км / с, односно готово двјесто пута већом од брзине Земље у својој орбити око Сунца. Орбитално раздобље је 15,2 године. Орбита је прилично издужена - ексцентричност је 0,87 - што значи да је С2 удаљен око 10 светлосних дана од централне масе у најудаљенијој орбиталној тачки [7].
„Сада смо са сигурношћу могли да покажемо да је СгрА * заиста место централне мрачне масе за коју смо знали да постоји. Што је још важније, наши нови подаци су се „смањили“ за фактор од неколико хиљада запремина унутар које се налази тих неколико милиона соларних маса “, каже доктор Раинер Сцх? Дел на МПЕ и први аутор резултата овог рада.
У ствари, прорачуни модела сада показују да је најбоља процена масе Црне рупе у центру Млечног пута 2,6? 0,2 милиона пута већа од масе Сунца.
Нема других могућности
Према детаљној анализи представљеној у чланку Натуре, остале претходно могуће конфигурације, попут врло компактних гроздова неутронских звезда, звезда величине црне рупе или звезда ниске масе, или чак кугла наводних тешких неутрина, сада се могу дефинитивно искључити.
Једина још увек одржива конфигурација не-црне рупе је хипотетичка звезда тешких елементарних честица званих бозони, која би изгледала врло слично црној рупи. "Међутим", каже Реинхард Гензел, "чак и ако је таква звезда бозона у сваком случају, брзо би се срушила у супермасирану црну рупу, тако да мислим да смо прилично поприлично закључили случај!"
Следећа запажања
„Већина астрофизичара би прихватила да нови подаци пружају убедљиве доказе да у центру Млечног пута постоји супермасивна црна рупа. То чини још вероватнијим тумачење супермасивне црне рупе за огромну концентрацију тамне масе која је откривена у центру многих других галаксија “, каже Алвио Рензини, научник са ВЛТ програма на ЕСО.
Па шта остаје да се уради? Следећа велика потрага сада је да се схвати када и како су настале ове супермасивне црне рупе и зашто изгледа да свака масивна галаксија садржи њу. Формирање централних црних рупа и самих галаксија њихових домаћина све се чешће чини само једним проблемом и истим. Заиста, један од преосталих изазова за ВЛТ који треба решити у наредних неколико година.
Такође је мало сумње да ће наредна интерферометријска опажања са инструментима на ВЛТ интерферометру (ВЛТИ) и великом бинокуларном телескопу (ЛБТ) такође донети још један велики скок у овом узбудљивом пољу истраживања.
Андреас Ецкарт је оптимистичан: „Можда ће се чак и помоћу рентгенских и радио посматрања у наредних неколико година директно показати постојање хоризонта догађаја.“
Изворни извор: ЕСО Невс Релеасе
