Nowe pomiary sprawiły, że pierwsza „sfotografowana” czarna dziura sto razy lżejsza

Spisu treści:

Nowe pomiary sprawiły, że pierwsza „sfotografowana” czarna dziura sto razy lżejsza
Nowe pomiary sprawiły, że pierwsza „sfotografowana” czarna dziura sto razy lżejsza
Anonim

Astrofizycy określili masę supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87 w konstelacji Panny – tej samej, którą wcześniej „sfotografowali” specjaliści z projektu Event Horizon Telescope. Okazało się, że jest setki razy lżejszy niż wskazywały wcześniej uzyskane fotografie. Naukowcy opublikowali artykuł opisujący badania w czasopiśmie naukowym Astronomy and Astrophysics, krótko o tym pisze służba prasowa Moskiewskiego Uniwersytetu Państwowego. Śr. Łomonosow.

„Okazało się, że masa czarnej dziury w M87 była mniejsza niż dane rentgenowskie, na które wskazują wyniki obserwacji radiowych w ramach projektu Event Horizon Telescope, a także wcześniejsze szacunki oparte na danych optycznych” – mówi Elena Seifina. naukowiec na Moskiewskim Uniwersytecie Państwowym i jeden z autorów pracy.

Galaktyka M87 jest jednym z najbliższych i największych sąsiadów Drogi Mlecznej. Znajduje się 53 miliony lat świetlnych od nas i jest dużą galaktyką eliptyczną. Jego średnica wynosi około 250 tysięcy lat świetlnych.

W centrum tej „gwiezdnej metropolii” znajduje się szczególnie duża supermasywna czarna dziura. Ta właściwość M87, a także brak gęstej „powłoki” pyłu otaczającego centrum wielu innych galaktyk, uczyniły z niej jeden z dwóch głównych celów projektu Event Horizon Telescope (EHT), którego specjaliści chcieli zająć zdjęcie tzw. „cienia” czarnej dziury.

Tak naukowcy nazywają specjalny obszar przestrzeni w sąsiedztwie czarnej dziury, gdzie pojawi się rodzaj „odbicia” jej horyzontu zdarzeń. Wynika to z efektu soczewkowania grawitacyjnego. Pierwsze zdjęcia tej strefy, otaczającej czarną dziurę w centrum galaktyki M87, naukowcy pokazali w kwietniu 2019 roku. Eksperci uznali to osiągnięcie za jedno z głównych odkryć naukowych minionego roku.

Ważenie czarnej dziury

Te zdjęcia, jak zauważają Seyfina i jej koledzy, pomogły naukowcom ponownie obliczyć masę tej supermasywnej czarnej dziury. Wcześniejsze szacunki mówiły, że można go porównać do około sześciu miliardów słońc. Obserwacje „cienia” M87 potwierdziły i udoskonaliły te wartości: astronomowie doszli do wniosku, że masa ta jest równa 6,5 miliarda mas Słońca.

Rosyjscy astrofizycy sprawdzili te wartości na danych z rentgenowskich obserwatoriów orbitalnych, w tym z teleskopów RXTE, Suzaku, Chandra i Swift (pomimo tego, że specjaliści EHT korzystali z danych z obserwatoriów mikrofalowych). Aby sprawdzić, jak dokładne są ich pomiary, naukowcy jednocześnie zaobserwowali kolejną czarną dziurę, która znajduje się w galaktyce 3C 454.3. Naukowcy dawno temu i z dużą dokładnością obliczyli masę tego obiektu, więc łatwo było wszystko sprawdzić za jego pomocą.

Obliczenia naukowców opierały się na jednym niedawno odkrytym wzorze - siła i natura poświaty rentgenowskiej, która wytwarza gorący dysk materii, otaczający supermasywną czarną dziurę, silnie zależy od jej masy. Korzystając z tych pomiarów, rosyjscy astronomowie mieli nadzieję na potwierdzenie i udoskonalenie wyników EHT.

Z jednej strony, stare i nowe pomiary masy supermasywnej czarnej dziury dla 3C 454.3 były zbieżne. Z drugiej strony masa centralnego obiektu w centrum galaktyki M87, obliczona z jego emisji rentgenowskiej, okazała się niespodziewanie mniejsza od wartości wskazywanych przez fotografie jego „cienia”. To tylko 50 milionów mas Słońca, czyli o dwa rzędy wielkości mniej niż poprzednie szacunki.

Dlaczego tak jest, naukowcy nie mogą jeszcze powiedzieć. Nie wykluczają jednak, że rozbieżności w szacunkach mogą pojawić się z powodu błędów lub pewnych niewyjaśnionych cech pracy jednej lub drugiej metody obliczania masy czarnych dziur. Z drugiej strony możliwe jest również, że obie metody działają poprawnie, a rozbieżności w masie wynikają z faktu, że gaz i pył otaczające centrum M87 mają różny wpływ na ruch promieniowania rentgenowskiego i mikrofalowego w kierunku. Ziemia.

Naukowcy mają nadzieję, że dalsze obserwacje czarnej dziury w centrum M87, a także innych dużych galaktyk, pomogą zrozumieć, gdzie leży błąd, a także jaka jest rzeczywista masa obiektu, pierwsze zdjęcia cienia które ludzkość widziała dopiero w zeszłym roku.

Zalecana: