Międzynarodowy zespół astronomów uzyskał najbliższe jak dotąd widoki na supermasywną czarną dziurę w centrum galaktyki Drogi Mlecznej. Astronomowie połączyli anteny radiowe na Hawajach, w Arizonie i Kalifornii, aby stworzyć wirtualny teleskop o średnicy ponad 2800 mil, który jest w stanie zobaczyć szczegóły ponad 1000 razy drobniejsze niż Teleskop Kosmiczny Hubble'a. Celem obserwacji było źródło znane jako Strzelec A * („gwiazda A”), od dawna uważane za wyznaczające pozycję czarnej dziury o masie 4 milionów razy większej niż Słońce.
Korzystając z techniki zwanej bardzo długą interferometrią podstawową (VLBI), astronomowie badali fale radiowe pochodzące z Strzelca A *. W VLBI sygnały z wielu teleskopów astronomicznych są łączone w celu stworzenia odpowiednika pojedynczego gigantycznego teleskopu, tak dużego jak odległość między obiektami. W rezultacie VLBI zapewnia wyjątkowo ostrą rozdzielczość.
Wykryli strukturę w małej skali kątowej 37 mikrosekund. Jest to odpowiednik baseballu widocznego na powierzchni Księżyca, odległej o 240 000 mil. Obserwacje te należą do najwyższych rozdzielczości w historii astronomii.
„Ta technika daje nam niezrównany widok na region w pobliżu centralnej czarnej dziury Drogi Mlecznej”, powiedział Sheperd Doeleman z MIT, pierwszy autor badania, które zostanie opublikowane 4 września w czasopiśmie Nature.
Chociaż Strzelec A * został odkryty trzy dekady temu, nowe obserwacje po raz pierwszy mają rozdzielczość kątową lub zdolność do obserwowania drobnych szczegółów, które są dopasowane do wielkości „horyzontu zdarzeń” czarnej dziury - regionu wewnątrz z którego nic, w tym światło, nigdy nie ucieknie.
Za pomocą trzech teleskopów astronomowie mogli jedynie niejasno określić kształt regionu emitującego. Przyszłe badania pomogą odpowiedzieć na pytanie, co dokładnie widzą: świecącą koronę wokół czarnej dziury, orbitujący „gorący punkt” lub strumień materiału. Niemniej jednak ich wynik po raz pierwszy sprowadza się do samej czarnej dziury, która ma „promień Schwarzschilda” wynoszący 10 milionów mil.
Koncepcja czarnych dziur, obiektów tak gęstych, że ich przyciąganie grawitacyjne uniemożliwia cokolwiek, w tym samo światło, wymykają się z ich uścisku, od dawna jest hipotezą, ale ich istnienie nie zostało jeszcze ostatecznie potwierdzone. Astronomowie badają czarne dziury, wykrywając światło emitowane przez materię, która się nagrzewa, gdy jest ona przyciągana bliżej horyzontu zdarzeń. Mierząc rozmiar tego świecącego regionu w centrum Drogi Mlecznej, nowe obserwacje ujawniły najwyższą jak dotąd gęstość koncentracji materii w centrum naszej galaktyki, która „jest ważnym nowym dowodem potwierdzającym istnienie czarnych dziur”, powiedział Doeleman.
„Ten wynik, który sam w sobie jest niezwykły, potwierdza również, że technika VLBI o średnicy 1,3 mm ma ogromny potencjał, zarówno do sondowania centrum galaktyki, jak i do badania innych zjawisk w podobnych małych skalach” - powiedział współautor Jonathan Weintroub.
Zespół planuje rozszerzyć swoją pracę, opracowując nowatorskie oprzyrządowanie, aby umożliwić bardziej czułe obserwacje o średnicy 1,3 mm. Mają również nadzieję na opracowanie dodatkowych stacji obserwacyjnych, które zapewniłyby dodatkowe linie bazowe (pary dwóch urządzeń teleskopowych w różnych lokalizacjach) w celu zwiększenia szczegółów na zdjęciu. Przyszłe plany obejmują również obserwacje przy krótszych długościach fali 0,85 mm; praca ta będzie jednak jeszcze trudniejsza z wielu powodów, w tym zwiększenia możliwości oprzyrządowania oraz wymogu zbieżności doskonałych warunków pogodowych we wszystkich lokalizacjach.
Źródło: komunikat prasowy Harvarda Smithsona
