W bezprecedensowych 16-letnich badaniach za pomocą kilku flagowych teleskopów ESO
astronomowie uzyskali najbardziej dokładny w historii widok
otoczenia potwora czającego się w sercu Galaktyki - supermasywnej czarnej dziury.
Badania ujawniły ukryte sekrety tego burzliwego obszaru,
wykonując mapy orbit prawie 30 gwiazd.
To jest ESOcast!
Najnowsze badania naukowe oraz codzienna praca w ESO, Europejskim Obserwatorium Południowym.
Eksplorowanie dalekich granic z naszym gospodarzem Dr J, a.k.a. dr Joe Liske.
Cześć! Witam w kolejnym odcinku ESOcast.
Dzisiaj mamy dla Was bardzo ciekawy wynik naukowy.
Zespół niemieckich astronomów, z typową precyzją i cierpliwością,
spędził 16 lat na śledzeniu ruchów 28 gwiazd okrążających samo centrum Drogi Mlecznej.
Od jakiegoś czasu astronomowie wierzą, że
centrum naszej galaktyki zawiera supermasywną czarną dziurę.
Czarne dziury są konsekwencją ogólnej teorii względności.
Są to obiekty tak gęste, że ich własna grawitacja jest zbyt silna, aby nawet światło mogło je opuścić.
Obserwacje, które chcemy Wam dzisiaj pokazać, są najlepszym jak dotąd dowodem na to, że
czarne dziury nie są jedynie konstrukcjami teoretycznymi, ale istnieją w rzeczywistości.
To prawdziwie znaczący rezultat naukowy.
Obserwatorzy pod nocnym niebem, daleko od jasnych świateł miast,
mogą podziwiać wspaniałość Drogi Mlecznej, wyginającej się jako imponujące pasmo przez całe niebo.
Powiększenie na centrum naszej galaktyki, około 25 000 lat świetlnych od nas.
Można dostrzec, że jest złożone z miriad gwiazd.
To wywierający spore wrażenie widok, ale wiele jest ukryte przed naszym spojrzeniem przez międzygwiezdny pył
i astronomowie muszą patrzeć na innych długościach fali, w podzerwieni, która jest w stanie penetrować obłoki pyłu.
Za pomocą wielkich teleskopów astronomowie mogą szczegółowo dostrzec mrowie gwiazd
okrążających supermasywną czarną dziurę, w taki sposób jak Ziemia okrąża Słońce.
Centrum Galaktyki zawiera najbliższą znaną supermasywną czarną dziurę,
która jest także jedną z największych pod względem kątowej średnicy na niebie,
czyniąc ją najlepszą kandydatką dla dokładnych badań czarnych dziur.
Oto co robił zespół w różnych momentach przez ostatnie 16 lat:
naukowcy wykonywali zdjęcia samego centralnego rejonu Drogi Mlecznej.
Teraz z tych zdjęć byli w stanie utworzyć mapę ruchów łącznie 28 gwiazd.
Ruchy te pokazały, że gwiazdy nie poruszają się losowo,
ale wyraźnie krążą po orbicie wokół bardzo masywnego, centralnego obiektu.
Istotne jest, że ten centralny obiekt jest kompletnie niewidoczny.
Z ruchów można także wydedukować masę centralnego obiektu.
Okazało się, że jest to nieco ponad cztery miliony mas Słońca.
Co więcej,
ta niesamowita masa musi mieścić się w bardzo niewielkiej objętości,
więc nikt nie może uciec przed wnioskiem, że centralny obiekty naprawdę jest czarną dziurą.
Kampania obserwacyjna rozpoczęła się obserwacjami wykonanymi w 1992 roku
za pomocą kamery SHARP podłączonej do 3,5-metrowego Teleskopu Nowej Technologii (NTT),
pracującego w Obserwatorium ESO La Silla w Chile.
Kolejne obserwacje zostały sukcesywnie wykonane w ostatnich kilku latach
przy pomocy dwóch instrumentów zamontowanych na 8,2-metrowym Bardzo Dużym Teleskopie (VLT).
Przez 16 lat badań teleskopy ESO patrzyły na ten jeden obszar przez 50 pełnych nocy.
Te nowe badania są pierwszymi
w których dla tak wielu centralnych gwiazd wyznaczono orbity z taką precyzją.
Dane pokazują także dużo na temat charakterystyk tych gwiazd i tego w jaki sposób się uformowały.
W przypadku jednej gwiazd astronomowie byli nawet w stanie prześledzić kompletne okrążenie orbity!
Gwiazda zbliżyła się do czarnej dziury na zaledwie jeden dzień świetlny.
To zaledwie pięć razy tyle co dystans Neptun - Słońce.
Prof. Reinhard Genzel z Instytutu Maxa Plancka ds. Fizyki Pozaziemskiej w Niemczech
jest kierownikiem zespołu, który dokonał odkrycia.
Reinhard, dlaczego tak ważne jest zbadanie centrum Drogi Mlecznej?
Otóż centrum Drogi Mlecznej jest jednym z najważniejszych laboratoriów, którym dysponujemy,
do bardzo szczegółowego badania tego, co dzieje się w centrach galaktyk,
znacznie dokładniejszego niż możemy dokonać dla wszystkich innych galaktyk.
Tutaj możemy sprawdzić czy istnieje centralna czarna dziura, co sieję się wokół niej, itd.,
wszystkie ogólne zagadnienia, które chcemy zbadać,
a których nie można sprawdzić tak szczegółowo w jądrach innych galaktyk.
Dr Stefan Gillessen jest głównym autorem artykułu opisującego wyniki badań.
Stefan, powiedz nam, co jest najważniejszym uzyskanym przez was rezultatem?
Najważniejszym wynikiem naszych badań jest to, że
mamy teraz empiryczny dowód na istnienie masywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
Masa czarnej dziury wynosi około cztery miliony mas Słońca,
znamy ją z dokładnością na poziomie procenta.
Jest to oczywiście niesamowity wynik, ale zespół nie zamierza skończyć w tym punkcie.
Wcześniej zespół używał nowatorskiej techniki optyki adaptywnej
do usuwania zaburzających efektów od atmosfery.
W przyszłości planuje robić to jeszcze lepiej
i uzyskać zdjęcia o jeszcze lepszej rozdzielczości, za pomocą nowej techniki zwanej interferometrią.
Sposób polega na połączeniu razem światła od dwóch lub więcej teleskopów głównych VLT.
Reinhardzie, co będzie następnym krokiem?
Obecnie jesteśmy dość pewni, że
w centrum Drogi Mlecznej istnieje supermasywna czarna dziura.
Następna rzecz - chcemy z nią zagrać!
Zagrać w takim sensie, że użyjemy jej jako narzędzia
do przetestowania czy ogólna teoria względności Einsteina jest prawdziwa lub błędna.
O rany! Granie z czarną dziurą w testowanie teorii względności...
To super sprawa!
Tutaj Dr J. Kończę ESOcast.
Dołączcie do mnie kolejnym razem w nowej kosmicznej przygodzie.
ESOcast został wyprodukowany przez ESO - Europejskie Obserwatorium Południowe.
ESO jest wiodącą naukową i technologiczną organizacją międzyrządową do badań astronomicznych,
projektującą, budującą i operującą najbardziej zaawansowanymi na świecie teleskopami naziemnymi.
Tłumaczenie: Krzysztof Czart