A látványos M87 galaxis új megfigyelései feltárják, hogyan alakul ki egy erős sugár a benne lévő szörnyű fekete lyuk körül.
Néhány évvel ezelőtt egy narancssárga izzó fánk képe keltett szenzációt. A kutatók most először készítettek képet egy szupermasszív fekete lyuk közvetlen közeléről galaxis M87
Ez a galaxis egy olyan sugárról ismert, amely a központi fekete lyuk által mozgatva messzire felgyorsítja az anyagot a galaxisból. Még nem teljesen ismert, hogy a sugár pontosan hogyan horgonyoz le a fekete lyuk közelében, és hogyan áramlik az anyag a sugárba.
A csillagászok a Max Planck Rádiócsillagászati Intézet közreműködésével most új válaszokkal szolgálnak. Egy olyan rádióteleszkóp-hálózattal, amely csaknem akkora, mint maga a Föld, az M87 példáját használják fel arra, hogy először láthatóvá tegyék az anyagáramlást egy galaxis szélső középpontjában.
Feltételezhető, hogy egy olyan galaxis, mint az M87, középpontjában a hatalmas fényerő és aktivitás annak köszönhető, hogy a környező területről származó anyag a galaxis közepén lévő fekete lyukba esik.
Az anyag egy részét azonban sugárhajtással is kivezetik ebből a régióból. Az M87 galaxis esetében már külön felvételek készültek a központi fekete lyuk és a sugár körüli legbelső anyagkorongról.
Korábban nem volt világos, hogy a galaxis széleihez kollimált sugár hogyan jön létre a fekete lyuk közelében.
A most kapott kép először hozza létre a kapcsolatot. „Látjuk, hogyan emelkedik ki a sugár a fekete lyuk körüli gyűrűből, és új betekintést nyerünk a sugárhajtást előidéző fizikai folyamatokba” – mondja Thomas Krichbaum, a Max Planck Rádiócsillagászati Intézet munkatársa.
Egy óriási teleszkóp részletes munkát végez
A képet a nemzetközi kutatócsoport a rádió fényének 3,5 milliméteres hullámhosszon történő megfigyelésével készítette. Ez lehetővé teszi a szinte homályos rálátást a központi fekete lyukat körülvevő, és a sugárhajtóművet tápláló rádiófényes anyagáramokra.
A Földről nézve ez a belső régió csak akkora, mint egy koncertreflektor a Holdon, ami 64 mikroívmásodperces szögátmérőnek felel meg. A galaxistól körülbelül 55 millió fényévnyi távolságra ez a naprendszerünk átmérőjének néhányszorosának felel meg.
A Földről nézve apró struktúrák feloldására a kutatók számos rádióteleszkópot használnak. Minél nagyobb a hálózat és minél távolabb helyezkednek el egymástól az egyes teleszkópok, annál kisebbek a leképezhető szerkezetek.
Az a hullámhossz, amelyre a rádióvevők be vannak hangolva, szintén meghatározza a képet. Minél rövidebb a hullámhossz, annál finomabbak a leképezhető struktúrák.
A hálózat központi eleme a Global Millimeter VLBI Array (GMVA), amely átível Európa valamint Észak- és Dél-Amerika több mint egy tucat egyedi távcsővel. A képminőség javítása érdekében a csapat hozzáadta az Atacama nagy milliméteres/szubmilliméteres tömböt (Alma) és a grönlandi teleszkópot is.
Csak a teleszkópok speciális elrendezése és a 3,5 milliméteres hullámhossz megválasztása révén tudták a tudósok leképezni a galaxis központi motorját, és azt, hogy az anyag hogyan áramlik be a fekete lyukba, és hogyan gyorsul kifelé egy sugárban.
Még 2018 áprilisában figyelték meg a galaxis magját, és évekbe telt az adatok értelmezése és a kép rekonstrukciója.
„Az M87-es sugárhajtómű és a gyűrű látványos képe fontos mérföldkő, és megkoronázza az évek óta tartó együttműködést” – mondja Eduardo Ros, a Max Planck Rádiócsillagászati Intézet tudósa.
Az M87 magjának képét, amelyet a csillagászoknak néhány évvel korábban más távcsőkonfigurációval, az Event Horizon Telescope-val, 1,3 milliméteres hullámhosszon sikerült elérniük, még erősebb zoomtényező jellemzi. Főleg egy viszonylag keskeny gyűrűben mutatja az anyagot a fekete lyuk közvetlen közelében. Ez a fánkszerű kép magát a fekete lyukat jelölte meg először.
A fizika határainak követése
J. Anton Zensus, a Max Planck Rádiócsillagászati Intézet igazgatója számára ezek a sikerek azt mutatják, hogy ezeknek a globális rádióteleszkóp-hálózatoknak a technológiájának több éves fejlesztése és folyamatos bővítése meghozta gyümölcsét. De ennek a nagy felbontású megfigyelési technikának a határait még nem érték el.
A GMVA teleszkóp új, még érzékenyebb rádióvevői lehetővé teszik a csillagászok számára, hogy további részletes méréseket végezzenek. Az itt leképezett fényintenzitáson kívül a rádiófény egyéb tulajdonságai is kinyerhetők.
A polarizáció például a fekete lyukat körülvevő és a jet formáját jelentő mögöttes mágneses tér szerkezetét és erősségét utánozza. A bemutatott képen a rádiósugárzáson keresztül látható anyag ezeken a láthatatlan mágneses erővonalakon mozog.
Ezek és más mérési technikák lehetővé teszik a fizikai folyamatok tanulmányozását a fizika határait megtestesítő, a Napnál milliárdszor nehezebb fekete lyuk közvetlen közelében.
M87 galaxis: legfontosabb tények
- Az M87 galaxis Virgo A vagy Messier 87 néven is ismert. Ez volt a 87. objektum, amelyet Charles Messier francia csillagász katalogizált.
- A Szűz csillagképben található, és a Szűz galaxishalmaz része. Körülbelül 53.5 millió fényévnyire van a Földtől.
- Az M87 galaxis a közeli univerzum egyik legnagyobb galaxisa. Átmérője körülbelül 120,000 XNUMX fényév, így jelentősen nagyobb, mint a Tejútrendszerünk.
- Az M87 arról híres, hogy otthont ad a csillagászok által ismert egyik legnagyobb tömegű fekete lyuknak. A közepén lévő fekete lyuk tömege körülbelül 6.5 milliárdszor akkora, mint a mi Napunké, és forró gázból és plazmából álló forgó korong veszi körül.
- Ebben a galaxisban egy kiemelkedő, nagy energiájú részecskékből álló sugár is található a központi fekete lyukból. A sugár több mint 5,000 fényévre terjed ki, és különböző hullámhosszúságú sugárzást bocsát ki, beleértve a rádióhullámokat, a látható fényt és a röntgensugárzást.
- Az M87 elliptikus galaxisnak minősül, ami azt jelenti, hogy elliptikus vagy futballszerű alakja van. Hiányoznak belőle a spirálgalaxisokban, például a Tejútrendszerben látható különálló spirálkarok.
- Ez az egyik legfényesebb galaxis a Szűz-halmazban. Vizuális magnitúdója 9.6 körüli, így kedvező körülmények között távcsővel vagy kis távcsővel is látható.
- A többi galaxishoz hasonlóan az M87-et is sötét anyag glóriája veszi körül, egy titokzatos anyag, amely nem bocsát ki fényt, és nem lép kölcsönhatásba azzal, de gravitációs hatást fejt ki.
- Az M87 kölcsönhatásba lép a Szűz-halmaz más galaxisaival, ami árapály-farok kialakulásához és torzulásokhoz vezetett a külső régiókban.
- Az M87-et alaposan tanulmányozta a Hubble Űrteleszkóp, részletes képeket és adatokat szolgáltatva a szerkezetéről, a sugárhajtásáról és a fekete lyukáról.
Forrás: MPG
