Σύντομα η πρώτη εικόνα της μαύρης τρύπας στην καρδιά του Γαλαξία μας

Σύνταξη: ecozen.gr

Κατά τον πρώτο χρόνο λειτουργίας του, το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA θα ενώσει τις δυνάμεις του με μια παγκόσμια προσπάθεια συνεργασίας για να απαθανατίσει την περιοχή που περιβάλλει άμεσα την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στην καρδιά του Γαλαξία μας.

Το τηλεσκόπιο Event Horizon (EHT), που είναι διάσημο για την πρώτη του εικόνα της «σκιάς» της μαύρης τρύπας στον πυρήνα του γαλαξία M87, τώρα έχει στρέψει τις προσπάθειές του στο πιο περίπλοκο περιβάλλον του Sagittarius A*, της υπερμεγέθης  μαύρης τρύπας του Γαλαξία. Ενώ ο πυρήνας του M87 παρουσίαζε σταθερό στόχο, το Sagittarius A* εμφανίζει μυστηριώδεις εκλάμψεις που τρεμοπαίζουν σε ωριαία βάση. Αυτό καθιστά τη διαδικασία απεικόνισης πολύ πιο δύσκολη. Το Webb θα βοηθήσει με τις δικές του υπέρυθρες εικόνες της περιοχής της μαύρης τρύπας, παρέχοντας δεδομένα σχετικά με το πότε υπάρχουν εκλάμψεις που θα αποτελέσουν πολύτιμη αναφορά στην ομάδα EHT.

Σε απομονωμένες βουνοκορφές σε όλο τον πλανήτη, οι επιστήμονες περιμένουν ότι απόψε είναι η νύχτα: Ο πολύπλοκος συντονισμός μεταξύ δεκάδων τηλεσκοπίων στο έδαφος και στο διάστημα έχει ολοκληρωθεί, ο καιρός είναι καθαρός, τα τεχνολογικά ζητήματα έχουν αντιμετωπιστεί – τα μεταφορικά αστέρια ευθυγραμμίζονται. Ήρθε η στιγμή να δούμε την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας.

Ο προγραμματισμός…Sudoku

Αυτόν τον «προγραμματισμό Sudoku», όπως το αποκαλούν οι αστρονόμοι, συμβαίνει κάθε μέρα μιας εκστρατείας παρατήρησης από τη συνεργασία του Event Horizon Telescope (EHT) και σύντομα θα έχουν έναν νέο παίκτη να λάβουν υπόψη τους. Το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb της NASA θα συμμετάσχει στην προσπάθεια. Κατά τη διάρκεια της πρώτης πλάκας παρατηρήσεων του Webb, οι αστρονόμοι θα χρησιμοποιήσουν τη δύναμη υπέρυθρης απεικόνισης του για να αντιμετωπίσουν μερικές από τις μοναδικές και επίμονες προκλήσεις που παρουσιάζει η μαύρη τρύπα του Γαλαξία, που ονομάζεται Τοξότης A* (Sgr A*· ο αστερίσκος προφέρεται ως “άστρο”).

Το 2017, το EHT χρησιμοποίησε τη συνδυασμένη ισχύ απεικόνισης οκτώ ραδιοτηλεσκοπικών εγκαταστάσεων σε όλο τον πλανήτη για να καταγράψει την ιστορική πρώτη άποψη της περιοχής που περιβάλλει αμέσως μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα, στον γαλαξία M87. Το Sgr A* είναι πιο κοντά αλλά πιο αμυδρό από τη μαύρη τρύπα του M87 και οι μοναδικές εκλάμψεις που τρεμοπαίζουν στο υλικό που την περιβάλλει αλλάζουν το μοτίβο του φωτός σε ωριαία βάση, παρουσιάζοντας προκλήσεις για τους αστρονόμους.

Πρόκληση οι μυστηριώδεις εκλάμψεις

«Η υπερμεγέθης μαύρη τρύπα του γαλαξία μας είναι η μόνη που γνωρίζουμε ότι έχει τέτοιου είδους εκλάμψεις και ενώ αυτό έχει κάνει πολύ δύσκολη τη λήψη μιας εικόνας της περιοχής, κάνει επίσης τον Τοξότη Α* ακόμα πιο ενδιαφέρον επιστημονικά», δήλωσε ο αστρονόμος Farhad Yusef-Zadeh, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο Northwestern και κύριος ερευνητής στο πρόγραμμα Webb για την παρατήρηση του Sgr A*.

Οι εκλάμψεις οφείλονται στην προσωρινή, αλλά έντονη επιτάχυνση των σωματιδίων γύρω από τη μαύρη τρύπα σε πολύ υψηλότερες ενέργειες, με αντίστοιχη εκπομπή φωτός. Ένα τεράστιο πλεονέκτημα στην παρατήρηση του Sgr A* με το Webb είναι η δυνατότητα λήψης δεδομένων σε δύο υπέρυθρα μήκη κύματος (F210M και F480M) ταυτόχρονα και συνεχώς, από τη θέση του τηλεσκοπίου πέρα ​​από τη Σελήνη. Το Webb θα έχει μια αδιάκοπη προβολή, παρατηρώντας κύκλους έξαρσης και ηρεμίας που η ομάδα EHT μπορεί να χρησιμοποιήσει ως αναφορά με τα δικά της δεδομένα, με αποτέλεσμα μια πιο καθαρή εικόνα.

Η επιβεβαίωση του Αϊνστάιν

Οι μαύρες τρύπες, που προβλέφθηκαν από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν ως μέρος της γενικής θεωρίας της σχετικότητας, είναι κατά μία έννοια το αντίθετο από αυτό που υπονοεί το όνομά τους – αντί για μια άδεια τρύπα στο διάστημα, οι μαύρες τρύπες είναι οι πιο πυκνές, σφιχτά συσκευασμένες περιοχές ύλης που είναι γνωστές. Το βαρυτικό πεδίο μιας μαύρης τρύπας είναι τόσο ισχυρό που παραμορφώνει το ύφασμα του διαστήματος γύρω από τον εαυτό του και κάθε υλικό που πλησιάζει πολύ είναι δεσμευμένο εκεί για πάντα, μαζί με οποιοδήποτε φως εκπέμπει το υλικό.

Αυτός είναι ο λόγος που οι μαύρες τρύπες εμφανίζονται «μαύρες». Οποιοδήποτε φως ανιχνεύεται από τα τηλεσκόπια δεν προέρχεται στην πραγματικότητα από την ίδια τη μαύρη τρύπα, αλλά από την περιοχή που την περιβάλλει. Οι επιστήμονες αποκαλούν την απόλυτη εσωτερική άκρη αυτού του φωτός «Ορίζοντα Γεγονότων», από όπου πήρε το όνομά της η συνεργασία EHT.

Η εικόνα EHT του M87 ήταν η πρώτη άμεση οπτική απόδειξη ότι η πρόβλεψη της μαύρης τρύπας του Αϊνστάιν ήταν σωστή. Οι μαύρες τρύπες εξακολουθούν να αποτελούν έδαφος αποδείξεως για τη θεωρία του Αϊνστάιν και οι επιστήμονες ελπίζουν ότι οι προσεκτικά προγραμματισμένες παρατηρήσεις πολλαπλών μηκών κύματος του Sgr A* από EHT, Webb, ακτίνες Χ και άλλα παρατηρητήρια θα περιορίσουν το περιθώριο σφάλματος στους υπολογισμούς της γενικής σχετικότητας ή ίσως υποδεικνύουν νέες σφαίρες φυσικής που δεν καταλαβαίνουμε επί του παρόντος.

Περισσότερες ερωτήσεις

Όσο συναρπαστική κι αν είναι η προοπτική νέας κατανόησης ή/και νέας φυσικής, τόσο ο Markoff, όσο και ο Zadeh σημείωσαν ότι αυτή είναι μόνο η αρχή. «Είναι μια διαδικασία. Πιθανότατα θα έχουμε περισσότερες ερωτήσεις παρά απαντήσεις στην αρχή», είπε ο Markoff. Η ερευνητική ομάδα Sgr A* σχεδιάζει να υποβάλει αίτηση για περισσότερο χρόνο με τον Webb τα επόμενα χρόνια, για να παρακολουθήσει πρόσθετα συμβάντα έκρηξης και να δημιουργήσει μια βάση γνώσεων, προσδιορίζοντας μοτίβα από φαινομενικά τυχαίες εκλάμψεις. Η γνώση που θα αποκτηθεί από τη μελέτη του Sgr A* θα εφαρμοστεί στη συνέχεια σε άλλες μαύρες τρύπες, για να μάθουμε τι είναι θεμελιώδες για τη φύση τους σε σχέση με αυτό που κάνει μια μαύρη τρύπα μοναδική.

Έτσι, ο αγχωτικός «προγραμματισμός Sudoku» θα συνεχιστεί για κάποιο χρονικό διάστημα, αλλά οι αστρονόμοι συμφωνούν ότι αξίζει τον κόπο. «Είναι το πιο ευγενές πράγμα που μπορούν να κάνουν οι άνθρωποι, η αναζήτηση της αλήθειας», είπε ο Zadeh. «Είναι στη φύση μας. Θέλουμε να μάθουμε πώς λειτουργεί το σύμπαν, γιατί είμαστε μέρος του σύμπαντος. Οι μαύρες τρύπες θα μπορούσαν να έχουν στοιχεία για μερικά από αυτά τα μεγάλα ερωτήματα», συμπλήρωσε.