eso1512uk — Науковий реліз

Найкраще зображення пилової хмари, котра проходить поблизу чорної діри у центрі Чумацького Шляху

Спостереження із VLT свідчать, що об’єкт G2 пережив тісне наближення до чорної діри і що він є компактним

26 березня 2015 р.

Наразі найкращі спостереження газопилової хмари G2 підтвердили, що мало місце її тісне наближення до надмасивної чорної діри у центрі Чумацького Шляху у травні 2014, і що хмара пережила цю пригоду. Нові наукові результати від Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO свідчать, що об'єкт лише трохи змінився, і що він дуже компактний. Швидше за все, то є молода зоря з масивним ядром, котре досі обростає матерією. Власне чорна діра не показує збільшення своєї активності.

У центрі нашого Чумацького Шляху знаходиться надмасивна чорна діра із масою у чотири мільйони разів більшою, ніж у Сонця.  Навколо неї обертається мала група яскравих зірок, а також загадкова пилова хмара, відома як G2. Спостереження протягом кількох останніх років свідчать, що та хмара прискорено рухається у бік чорної діри. Було обчислено, що точку найтіснішого зближення із чорною дірою - "періботрон", хмара пройде у травні 2014 року.

Очікувалось, що великі припливні сили у цій частині простору, породжені дуже сильною гравітацією, розірвуть хмару на шматки, а потім розподілять вздовж її орбіти. Частина матерії повинна була б упасти на чорну діру і спонукати раптові спалахи та інші свідоцтва цієї гігантської космічної "трапези". Для вивчення цих унікальних подій, центральну частину нашої Галактики дуже ретельно спостерігали протягом кількох останніх років багато науково-дослідних груп з використанням великих телескопів по усьому світі.

Команда на чолі з Андреасом Еккартом (Кельнський Університет, Німеччина) спостерігала регіон за допомогою Дуже Великого Телескопа (VLT) ESO [1] протягом багатьох років. Група також проводила спостереження під час критичного для хмари періоду від лютого по вересень 2014 року, якраз перед та після проходженні "періботрону" у травні 2014. Ці нові спостереження узгоджуються з більш ранніми, зробленими за допомогою телескопа в обсерваторії ім. В. М. Кека на Гаваях [2].

Зображення в інфрачервоному світлі, котре випромінюється воднем хмари, свідчать про те, що остання була компактною як до, так і після її тісного наближення до чорної діри.

Поряд з наданням дуже чітких зображень, прилад SINFONI на телескопі VLT також розщеплює інфрачервоне світло на його складові, що дозволяє оцінити швидкість руху хмари [3]. Було встановлено, що перед найтіснішим зближення хмара рухалась у бік від Землі зі швидкістю приблизно 10 мільйонів кілометрів на годину, а після її обігу навколо чорної діри, коли хмара рухалась у напрямку променя зору до Землі, її швидкість зросла до приблизно 12 дванадцять мільйонів кілометрів на годину.

Аспірант Кельнського Університету (Німеччина) Флоріан Пайсскер, який провів велику частину спостережень, каже: "Перебувати біля телескопа і бачити дані, що надходять у режимі реального часу - то захоплюючий досвід". Моніка Валенсія - пост-докторант із вище згаданого університету, котра тоді працювала на складній обробці даних, додає: "То було дуже дивним бачити, що світіння від пилової хмари залишилось компактним до і після її тісного зближення з чорною дірою."

Хоча більш ранні спостереження припустили, що об'єкт G2 начебто розтягується, нові спостереження не надали докази того, що хмара вже значно розмита, або що вона помітно розширилась, або що її частини мають велику розбіжність швидкостей.

На додаток до спостережень із приладом SINFONI, група також провела довгу серію вимірів поляризації світла, що приходить з області надмасивної чорної діри, за допомогою приладу NACO на VLT. Ці, наразі найкращі подібні спостереження, свідчать, що поведінка матерії, котра падає на чорну діру, дуже стабільна і досі нема ознак надходження матерії з хмари G2.

Стійкість пилової хмари до екстремальних гравітаційних припливних ефектів настільки близько від чорної діри переконливо свідчить, що вона оточує щільний об'єкт з масивним ядром, замість того, щоб бути чисто хмарою. Це також підтверджується відсутністю доказів того, що центральна чорна діра поглинає матерію, ознаками чого є спалахи та підвищена активність.

Андреас Еккарт підсумовує нові результати: "Ми проглянули всі останні дані, зокрема за період у 2014 році, коли хмара підходила найближче до чорної діри. Ми не може підтвердити будь-яке значне розтягнення цього об’єкту. Його поведінка не схожа на поведінку пилової аморфної хмари, котра без ядра. Ми вважаємо, що це має бути огорнута пилом молода зоря".

Примітки

[1] То були дуже складні дослідження, оскільки ця частина космосу прихована від нас за товстими хмарами пилу, що вимагає спостереження в інфрачервоному світлі. Крім того, події відбувались дуже близько до чорної діри, вимагаючи адаптивної оптики, щоб отримати достатньо чіткі зображення. Дослідна група використовувала прилад SINFONI на Дуже Великому Телескопі (VLT) ESO, а також стежила за околицями чорної діри у поляризованому світлі за допомогою приладу NACO.

[2] Спостереження із VLT гостріші, тому що вони проводились на більш коротких довжинах хвиль. Крім того, вони також мають додаткові вимірювання швидкості завдяки приладу SINFONI та вимірювання поляризації з використанням приладу NACO.

[3] Оскільки пилова хмара рухається відносно Землі, як у напрямку від спостерігача перед моментом найтіснішого наближення до чорної діри, так і у напрямку до Землі після, то доплерівське зміщення змінює спостережувану довжину хвилі світла. Ці зміни довжини хвилі можуть бути виміряними за допомогою чутливого спектрографа, такого як прилад SINFONI на VLT. Той метод також може бути використаний для вимірювання швидкостей поширення матерії, на яке можна було б очікувати, коли б хмара у значній мірі розтягувалась вздовж її орбіти, як то раніше було передбачено.

Детальніше

Дане дослідження представлене у статті “Monitoring the Dusty S-Cluster Object (DSO/G2) on its Orbit towards the Galactic Center Black Hole” by M. Valencia-S. et al. котра вийшла у журналі Astrophysical Journal Letters.

Науково-дослідна група у складі M. Valencia-S. (Physikalisches Institut der Universität zu Köln, Germany), A. Eckart (Universität zu Köln; Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germany [MPIfR]), M. Zajacek (Universität zu Köln; MPIfR; Astronomical Institute of the Academy of Sciences Prague, Czech Republic), F. Peissker (Universität zu Köln), M. Parsa (Universität zu Köln), N. Grosso (Observatoire Astronomique de Strasbourg, France), E. Mossoux (Observatoire Astronomique de Strasbourg), D. Porquet (Observatoire Astronomique de Strasbourg), B. Jalali (Universität zu Köln), V. Karas (Astronomical Institute of the Academy of Sciences Prague), S. Yazici (Universität zu Köln), B. Shahzamanian (Universität zu Köln), N. Sabha (Universität zu Köln), R. Saalfeld (Universität zu Köln), S. Smajic (Universität zu Köln), R. Grellmann (Universität zu Köln), L. Moser (Universität zu Köln), M. Horrobin (Universität zu Köln), A. Borkar (Universität zu Köln), M. García-Marín (Universität zu Köln), M. Dovciak (Astronomical Institute of the Academy of Sciences Prague), D. Kunneriath (Astronomical Institute of the Academy of Sciences Prague), G. D. Karssen (Universität zu Köln), M. Bursa (Astronomical Institute of the Academy of Sciences Prague), C. Straubmeier (Universität zu Köln) and H. Bushouse (Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland, USA).

Європейська Південна Обсерваторія - це передова міжурядова астрономічна організація в Європі та найбільш продуктивна астрономічна обсерваторія світу. Її підтримує 16 країн: Австрія, Бельгія, Бразилія, Чеська Республіка, Данія, Франція, Фінляндія, Німеччина, Італія, Нідерланди, Польща, Португалія, Іспанія, Швеція, Швейцарія та Сполучене Королівство. ESO здійснює ініціативну програму, зосереджену на проектуванні, будівництві та експлуатації потужних наземних спостережних об'єктів, що дозволяє астрономам робити важливі наукові відкриття. ESO також відіграє провідну роль у сприянні та організації співробітництва в астрономічних дослідженнях. ESO працює на трьох унікальних, світового класу обсерваторіях в Чилі: Ла Сілла, Паранал і Чахнантор. На горі Паранал, в ESO працює Дуже Великий Телескоп - найбільш передова в світі астрономічна обсерваторія видимого діапазону та VISTA - найбільший оглядовий телескоп в світі. ESO є європейським партнером просунутого астрономічного радіотелескопу ALMA, найбільшого існуючого астрономічного проекту. В даний час, ESO планує 39 метровий Європейський Надзвичайно Великий Телескоп E-ELT (оптичний та ближній ІЧ діапазони), який стане "найбільшим у світі оком у небо".

Посилання

Контакти

Oleh Malyi
NGO Zaporozhye Astronomical Club Altair
Zaporizhia, Ukraine
Телефон: +380 67 1371070
Email: eson-ukraine@eso.org

Andreas Eckart
University of Cologne
Cologne, Germany
Email: eckart@ph1.uni-koeln.de

Monica Valencia-S.
University of Cologne
Cologne, Germany
Email: mvalencias@ph1.uni-koeln.de

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Стільниковий: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Переклад прес-релізу ESO eso1512.

Про реліз

Реліз №:eso1512uk
Назва:Sgr A*
Тип:Milky Way : Galaxy : Component : Central Black Hole
Facility:Very Large Telescope
Instruments:SINFONI
Science data:2015ApJ...800..125V

Зображення

The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
тільки на англійській
The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way (annotated)
The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way (annotated)
тільки на англійській

Відео

The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
The dusty cloud G2 passes the supermassive black hole at the centre of the Milky Way
тільки на англійській

Також дивіться наші