W centrum naszej galaktyki dzieje się dużo. W tej zadziwiającej okolicy, w której prawa fizyki są nie do pojęcia, astronomowie wykryli pierścień chłodnego gazu.
Strzelec A-Star lub Sag. Krótko mówiąc, A * znajduje się 26 000 lat świetlnych od Ziemi i jest około 4 milionów razy masywniejsze niż nasze Słońce. Cała ta masa oznacza, że przytłaczająca energia grawitacyjna przyciąga materiał w kierunku A *. Ale zanim materiał zostanie zasysany, ponad horyzontem wentylacyjnym znajduje się w obracającym się dysku akrecyjnym.
Astronomowie wiedzieli o tym od dłuższego czasu. Zwis. A * jest jasnym źródłem promieniowania rentgenowskiego, ponieważ materiał na dysku jest ściskany i podgrzewany, co powoduje uwalnianie promieni rentgenowskich. Nie jest tylko podgrzewany; jest przegrzany do 10 milionów stopni Celsjusza (18 milionów stopni Fahrenheita). Obserwatoria rentgenowskie w przestrzeni kosmicznej były w stanie zobaczyć to wszystko w odległości około jednej dziesiątej roku świetlnego od samej dziury.
Ale w ciągu kilku lat świetlnych od dziury jest też ogromna ilość „zimnego” wodoru. Ten gaz jest zimny tylko w porównaniu z innym gazem. Jest to około 10 000 stopni Celsjusza (18 000 stopni Fahrenheita). Jakiego wkładu w środowisko czarnej dziury wytworzył ten chłodniejszy gaz, nie był znany. W każdym razie do tej pory.
„Mamy nadzieję, że te nowe obserwacje ALMA pomogą czarnej dziurze pozbyć się niektórych swoich tajemnic.”
Elena Murchikova, główna autorka artykułu, astrofizyk w Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey.
Teraz nowe badanie z wykorzystaniem Atacama Large Millimeter / Sub-Millimeter Array (ALMA) dało nam nasz pierwszy obraz tego zimnego ciała gazu. Ich artykuł opisujący tę pracę ukazał się w numerze Nature z 6 czerwca. Tak to zrobili.
W pobliżu centrum galaktyki jest wystarczająco dużo promieniowania, aby atomy wodoru straciły elektrony. Następnie odzyskują je ponownie, w ciągłym cyklu. Kiedy to robią, rekombinacja uwalnia energię w określonym sygnale długości fali milimetrowej. Sygnał ten może podróżować aż do Ziemi z bardzo niewielką utratą sygnału.
ALMA jest bardzo dobrą maszyną, mocną i wrażliwą, i jest w stanie dostroić się do tego konkretnego sygnału. Astronomowie wykorzystali tę moc i czułość do stworzenia pierwszego w historii obrazu dysku chłodnego gazu w odległości zaledwie jednej setnej roku świetlnego od Sag. ZA*. Ich obserwacje pozwalają astronomom na mapowanie położenia tej chmury, a także śledzenie jej ruchu. Zmierzyli również rozmiar chmury wodoru i zawiera ona około jednej dziesiątej masy Jowisza lub jednej dziesiątej tysięcznej masy Słońca.
„Jako pierwsi sfotografowaliśmy ten nieuchwytny dysk i zbadaliśmy jego rotację”.
Elena Murchikova, główna autorka artykułu, astrofizyk w Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey.
W grę wchodzi również efekt Dopplera. Gdy sygnał z rekombinacji wodoru dociera na Ziemię, jego częstotliwość przesuwa się do bardziej niebieskiej części widma. Dzięki mapowaniu tych przesunięć astronomowie mogli zobaczyć, że pierścień gazu obraca się wokół czarnej dziury.
Ponieważ środowisko wokół czarnej dziury jest tak chaotyczne, potrzeba dużo pracy, aby zrozumieć wszystko, co się tam dzieje. Te informacje pomogą naukowcom zrozumieć to środowisko i sposób, w jaki czarna dziura zużywa materię.
„Jako pierwsi zobrazowaliśmy ten nieuchwytny dysk i zbadaliśmy jego rotację”, powiedziała Elena Murchikova, członek astrofizyki w Institute for Advanced Study w Princeton, New Jersey i główny autor na papierze. „Próbujemy również akumulacji na czarnej dziurze. Jest to ważne, ponieważ jest to nasza najbliższa supermasywna czarna dziura. Mimo to nadal nie rozumiemy, jak działa jego akrecja. Mamy nadzieję, że te nowe obserwacje ALMA pomogą czarnej dziurze pozbyć się niektórych swoich tajemnic. ”
Źródła:
- Informacja prasowa: Fajny, Nebulous Ring wokół Supermasywnej Czarnej Dziury Drogi Mlecznej
- Artykuł badawczy: Chłodny dysk akrecyjny wokół czarnej dziury w Centrum Galaktyki
- Witryna ALMA
