eso1835hu — Tudományos közlemények

Az eddigi legrészletesebb megfigyelések egy fekete lyuk közelében keringő anyagról

Az ESO GRAVITY műszere is megerősítette, hogy a Tejútrendszer közepén egy fekete lyuk található

2018. október 31.

Az ESO rendkívül érzékeny GRAVITY nevű műszere újabb bizonyítékkal támasztja alá a jó ideje felmerült feltételezést, miszerint a Tejútrendszer középpontjában egy szupernagy tömegű fekete lyuk rejtőzik. A legfrissebb megfigyelések a fénysebesség 30%-ával mozgó gázcsomókat mutattak ki az eseményhorizont közelében húzódó körpályán. Ez az első alkalom, hogy a soha vissza nem térés fekete lyukat körülvevő határához ilyen közel észlelték anyag jelenlétét. Ez továbbá az eddigi legrészletesebb megfigyelés egy fekete lyuk közvetlen közelében mozgó anyagról.

GRAVITY műszer az ESO Nagyon Nagy Távcsövének (Very Large Telescope – VLT) interferométeréhez tartozik. Egy európai kutatóintézeteket, köztük az ESO-t tömörítő konzorcium [1] csillagászai a Sagittarius A* – a Tejútrendszer közepén lévő szupernagy tömegű fekete lyuk – körüli akkréciós, azaz anyagbefogási korong infravörös felvillanásait (flereket) figyelték meg ezzel az eszközzel. Az észlelt flerek a fekete lyuk eseményhorizontjához nagyon közel keringő anyagtól származnak. Ez az eddigi legrészletesebb megfigyelés egy fekete lyukhoz ilyen közel keringő anyagfelhőkről.
 
Az akkréciós korong – a Sagittarius A* körül relativisztikus sebességgel mozgó [2] gázgyűrű – anyagának egy része stabilan kering a fekete lyuk körül. Ugyanakkor a központi égitesthez túlságosan közel kerülő anyag sorsa megpecsételődik, átzuhan az eseményhorizonton. Létezik egy legbelső, még éppen stabil keringési pálya a felhők számára, ahonnan még nem feltétlenül zuhan az anyag a fekete lyukba, engedve a hatalmas tömeg vonzásának. A megfigyelt felvillanások erről a keringési pályáról származnak.
 
„Észbontó, hogy szemtanúi lehetünk annak, amint anyagfelhők a fénysebesség 30%-ával száguldanak egy nagy tömegű fekete lyuk körül” – ad hangot csodálatának Oliver Pfuhl, a Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE, Németország, Garching) asztrofizikusa. – „A GRAVITY rendkívüli érzékenysége megengedi, hogy az akkréciós folyamatot valós időben, minden korábbinál nagyobb felbontás mellett követhessük nyomon.”
 
A megfigyeléseket a nagy nemzetközi együttműködés és a csúcstechnológiájú műszerek tették lehetővé [3]. A GRAVITY műszer, amely elengedhetetlen volt ehhez a tudományos eredményhez, az ESO VLT négy egyedi távcsövének a fényét kombinálva egy 130 méter átmérőjű virtuális szupertávcsövet képez. Ezzel a műszerrel már korábban is vizsgálták a Sagittarius A* viselkedését.
 
Nem sokkal korábban a GRAVITY és SINFONY – a VLT egy másik műszere – segítségével ugyanez a kutatócsoport már precíz megfigyeléseket végzett az S2 jelű csillag központi fekete lyukhoz közeli elhaladásáról, amint az a Sagittarius A* rendkívül erős gravitációs terében mozgott. Ezekkel a mérésekkel megerősítették Einstein általános relativitáselméletének ilyen rendkívül erős gravitációs terekre vonatkozó előrejelzéseit. Az S2 közeli elhaladásakor is észleltek erős infravörös fénykibocsátást.
 
„Az S2-t figyeltük folyamatosan, miközben természetesen a Sagittarius A*-on is rajta tartottuk a szemünket” – avat be bennünket a részletekbe Pfuhl. – „Szerencsések voltunk, és a megfigyeléseink közben három fényes felvillanást is észleltünk a fekete lyuk környezetéből. Igazán nagyszerű időbeli egybeesés volt ez!”
 
A fekete lyukhoz közeli nagy energiájú elektronoktól származó kibocsátás három erős flerként jelentkezett, mégpedig pontosan úgy, ahogyan azt az elméleteink alapján egy négymillió naptömegű [4] fekete lyuk körül mozgó forró foltoktól várjuk. A flerek az asztrofizikusok szerint a Sagittarius A*-hoz nagyon közel mozgó rendkívül forró plazmában végbemenő mágneses kölcsönhatásokból származnak.
 
Reinhard Genzel, a tanulmány vezető kutatója, szintén az MPE munkatársa hozzáfűzi: „Ez a program mindig is az álmunk volt, ám remélni sem mertük, hogy ilyen hamar megvalósulhat.” Végezetül a régóta létező feltevéssel kapcsolatban, miszerint a Sagittarius A* nem más, mint egy szupernagy tömegű fekete lyuk, Genzel elmondja, hogy „az eredményünk egyértelműen alátámasztja a feketelyuk-elképzelést.”

Megjegyzés

[1] A kutatási programban a Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik (MPE), az Observatoire de Paris, az Université Grenoble AlpesCNRS, a Max-Planck-Institut für Astronomie, a Kölni Egyetem, a portugál CENTRA – Centro de Astrofisica e Gravitação és az ESO szakemberei vettek részt.
 
[2] Relativisztikusnak nevezzük az olyan óriási sebességeket, amelyek mellett az Albert Einstein relativitáselmélete által leírt hatások jelentőssé válnak. A Sagittarius A* akkréciós korongjának gázanyaga a fénysebesség 30%-ával mozog.
 
[3] A GRAVITY műszert a német Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, a francia LESIA Observatoire de Paris–PSL/CNRS/Sorbonne Université/Univ. Paris Diderot és IPAG of Université Grenoble Alpes/CNRS, a német Max-Planck-Institut für Astronomie, a német Kölni Egyetem, a portugál CENTRA–Centro de Astrofísica e Gravitação és az ESO által alkotott konzorcium fejlesztette.
 
[4] A csillagászatban alkalmazott egyik szokásos tömegegység a naptömeg. Ez a Nap tömegével egyezik meg, azaz 1,989 × 1030 kg. Ez azt jelenti, hogy a Sagittarius A* tömege 1,3 billiószorosa a Földének.

További információ

A kutatás eredményeit az Astronomy & Astrophysics folyóiratban 2018. október 31-én megjelent „Detection of Orbital Motions Near the Last Stable Circular Orbit of the Massive Black Hole SgrA*” című, a GRAVITY együttműködés által jegyzett szakcikk részletezi.
 
A GRAVITY együttműködés tagjai: R. Abuter (ESO, Garching, Németország), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisszabon, Portugália), M. Bauböck (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching, Németország [MPE]), J.P. Berger (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Franciaország [IPAG]; ESO, Garching, Németország), H. Bonnet (ESO, Garching, Németország), W. Brandner (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Németország [MPIA]), Y. Clénet (LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Franciaország [LESIA])), V. Coudé du Foresto (LESIA), P. T. de Zeeuw (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Hollandia; MPE), C. Deen (MPE), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (Kölni Egyetem, Köln, Németország; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Németország), F. Eisenhauer (MPE), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Garcia (Universidade do Porto, Porto, Portugália; Universidade de Lisboa Lisszabon, Portugália), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; University of California, Berkeley, California, USA), S. Gillessen (MPE), P. Guajardo (ESO, Santiago, Chile), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (Kölni Egyetem, Köln, Németország), A. Huber (MPIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), P. Kervella (LESIA; MPIA), S. Lacour (LESIA), V. Lapeyrère (LESIA), B. Lazareff (IPAG), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), T. Ott (MPE), J. Panduro (MPIA), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), O. Pfuhl (MPE), P.M. Plewa (MPE), S. Rabien (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), A. Sternberg (School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Tel Aviv, Izrael, Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), O. Straub (LESIA), C. Straubmeier (Kölni Egyetem, Köln, Németország), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), S. von Fellenberg (MPE), I. Waisberg (MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Németország), S. Yazici (MPE; Kölni Egyetem, Köln, Németország).
 
Az ESO a legfontosabb kormányközi csillagászati szervezet Európában, és messze a legeredményesebb földfelszíni csillagászati obszervatórium az egész világon. Tizenhat tagország támogatja: Ausztria, Belgium, Csehország, Dánia, az Egyesült Királyság, Finnország, Franciaország, Hollandia, Írország, Lengyelország, Németország, Olaszország, Portugália, Spanyolország, Svájc és Svédország. Ezt a sort  egészíti ki az ESO obszervatóriumainak befogadóországaként Chile, valamint stratégiai partnerként Ausztrália. Az ESO ambiciózus programjának fő célkitűzése hatékony földi megfigyelő műszerek tervezése, kivitelezése és működtetése fókuszál annak érdekében, hogy a csillagászok élvonalbeli fontos tudományos felfedezéseket tehessenek. Az ESO vezető szerepet játszik csillagászati együttműködések elősegítésében és szervezésében. Az ESO három világszínvonalú megfigyelő helyet tart fenn Chilében. Ezek: La Silla, Paranal és Chajnantor. Paranalon üzemel a Nagyon Nagy Távcső (VLT), a világ legkorszerűbb látható hullámhosszakon üzemelő csillagászati obszervatóriuma, és két égboltfelmérő távcső. A világ legnagyobb égboltfelmérő teleszkópja, a VISTA az infravörös hullámhossztartományban működik, míg a VLT Égboltfelmérő Távcső az optikai hullámhosszak legnagyobb dedikált égboltfelmérő műszere. Az ESO vezető résztvevő az ALMA-együttműködésben, ami jelenleg a legnagyobb létező csillagászati projekt. Mindezeken túl épül már a Paranalhoz közeli Cerro Armazones tetején az ESO 39-méteres Rendkívül Nagy Távcsöve (ELT) is. Ez lesz a világ „égre néző legnagyobb szeme”.

Linkek

Kapcsolat

Oliver Pfuhl
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 30 000 3295
E-mail: pfuhl@mpe.mpg.de

Jason Dexter
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 30 000 3324
E-mail: jdexter@mpe.mpg.de

Thibaut Paumard
CNRS Researcher
Observatoire de Paris, France
Telefon: +33 145 077 5451
E-mail: thibaut.paumard@obspm.fr

Xavier Haubois
ESO Astronomer
Santiago, Chile
Telefon: +56 2 2463 3055
E-mail: xhaubois@eso.org

IR Group Secretariat
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 30000 3880
E-mail: ir-office@mpe.mpg.de

Hannelore Hämmerle
Public Information Officer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 30 000 3980
E-mail: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Telefon: +49 89 3200 6670
E-mail: pio@eso.org

Connect with ESO on social media

Ez az ESO eso1835 sz. sajtóközleményének fordítása

A sajtóközleményről

Közlemény száma:eso1835hu
Név:Sagittarius A*
Típus:Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:GRAVITY
Science data:2018A&A...618L..10G

Képek

Az anyag keringésének szimulációja egy fekete lyuk közelében
Az anyag keringésének szimulációja egy fekete lyuk közelében
A Sagittarius A* a Nyilas csillagképben
A Sagittarius A* a Nyilas csillagképben
A Tejútrendszer központjának tágabb környezete
A Tejútrendszer központjának tágabb környezete
A Tejútrendszer központja
A Tejútrendszer központja

Videók

ESOcast 181 Light: Az eddigi legrészletesebb megfigyelések egy fekete lyuk körül keringő anyagról
ESOcast 181 Light: Az eddigi legrészletesebb megfigyelések egy fekete lyuk körül keringő anyagról
z ESO rendkívül érzékeny GRAVITY nevű műszere újabb bizonyítékkal támasztotta alá a jó ideje felmerült feltételezést, miszerint a Tejútrendszer középpontjában egy szupernagy tömegű fekete lyuk rejtőzik. A legfrissebb megfigyelések a fénysebesség 30%-ával
z ESO rendkívül érzékeny GRAVITY nevű műszere újabb bizonyítékkal támasztotta alá a jó ideje felmerült feltételezést, miszerint a Tejútrendszer középpontjában egy szupernagy tömegű fekete lyuk rejtőzik. A legfrissebb megfigyelések a fénysebesség 30%-ával
Ráközelítés a Sagittarius A*-ra
Ráközelítés a Sagittarius A*-ra
A Tejútrendszer központi fekete lyukja körül keringő csillagok pályáinak szimulációja
A Tejútrendszer központi fekete lyukja körül keringő csillagok pályáinak szimulációja

Tekintse meg