Event Horizon Telescope-ის ახალმა სურათმა, რომელიც მოიცავს არიზონას უნივერსიტეტის მკვლევარებსა და ტელესკოპებს, აღმოაჩინა ძლიერი და ორგანიზებული მაგნიტური ველები, რომლებიც სპირალურად მოძრაობენ სუპერმასიური შავი ხვრელის Sagittarius A*, ან Sgr A* კიდედან.
Event Horizon Telescope (EHT) კოლაბორაციამ, რომელმაც 2022 წელს წარმოადგინა Sagittarius A*-ის პირველი სურათი, შავი ხვრელი ჩვენი ირმის ნახტომის ცენტრში, გადაიღო მასიური ობიექტის ახალი ხედი, ამჯერად პოლარიზებულ შუქზე. პირველად ასტრონომებმა შეძლეს გაზომონ პოლარიზაცია, მაგნიტური ველების ნიშანი, რომელიც შავი ხვრელის კიდესთან ახლოსაა. ხაზები აღნიშნავს პოლარიზაციის ორიენტაციას, რომელიც დაკავშირებულია მაგნიტურ ველთან შავი ხვრელის ჩრდილის გარშემო. სურათის კრედიტი: EHT Collaboration
პირველად პოლარიზებულ შუქზე დანახულმა მონსტრის ამ ახალმა ხედმა, რომელიც ჩვენი გალაქტიკის ირმის ნახტომის ცენტრში იმალება, გამოავლინა მაგნიტური ველის სტრუქტურა, რომელიც საოცრად მსგავსია ბევრად უფრო მასიური შავი ხვრელის, ცნობილი როგორც M87*, ცენტრში. M87 გალაქტიკაში, რაც ვარაუდობს, რომ ძლიერი მაგნიტური ველები შეიძლება იყოს საერთო ყველა შავი ხვრელისთვის. ეს მსგავსება ასევე მიანიშნებს ფარული ჭავლის მიმართ Sgr A*-ში. შედეგები გამოქვეყნდა 27 მარტს ჟურნალში The Astrophysical Journal Letters.
მეცნიერებმა გამოაქვეყნეს Sgr A*-ის პირველი სურათი, რომელიც დედამიწიდან დაახლოებით 27,000 სინათლის წლის მანძილზეა. 2022ცხადყოფს, რომ მიუხედავად იმისა, რომ ირმის ნახტომის სუპერმასიური შავი ხვრელი ათასჯერ უფრო პატარა და ნაკლებად მასიურია ვიდრე M87, ის საოცრად ჰგავს. ამან მეცნიერებს აინტერესებდა, ჰქონდათ თუ არა მათ საერთო თვისებები გარეგნობის გარეთ. ამის გასარკვევად, გუნდმა გადაწყვიტა Sgr A* შეესწავლა პოლარიზებულ შუქზე. სინათლის წინა კვლევები დაახლოებით M87*-მა გამოავლინა, რომ მაგნიტური ველები შავი ხვრელის გიგანტის ირგვლივ მას საშუალება მისცა მატერიალური მძლავრი ჭავლები გაეშვა გარემოში. ამ ნამუშევრის საფუძველზე, ახალმა სურათებმა გამოავლინა, რომ იგივე შეიძლება იყოს Sgr A*-ისთვისაც.
ბორის გეორგიევი, EHT პოსტდოქტორანტი მკვლევარი UArizona-ში Steward ობსერვატორია და კვლევის თანაავტორმა, თქვა: „მაგნიტური ველის სტრუქტურების თანმიმდევრულობა Sgr A* და M87* ირგვლივ ვარაუდობს, რომ პროცესები, რომლითაც შავი ხვრელები იკვებებიან და ახდენენ ჭავლებს მათ გარემოში, შეიძლება იყოს უნივერსალური, მიუხედავად მათი დიდი განსხვავებისა ზომებში და. მასა.”
„რას ჩვენ ახლა ვხედავთ არის ის, რომ არის ძლიერი, გრეხილი და ორგანიზებული მაგნიტური ველები ირმის ნახტომის ცენტრში მდებარე შავი ხვრელის მახლობლად“, - თქვა სარა ისაუნმა, NASA Hubble Fellowship Program-ის ასტროფიზიკის ცენტრის აინშტაინის თანამშრომელი | Harvard & Smithsonian და პროექტის თანაწამყვანი. Sgr A*-სთან ერთად, რომელსაც აქვს საოცრად მსგავსი პოლარიზაციის სტრუქტურა, რაც ჩანს ბევრად უფრო დიდ და მძლავრ M87* შავ ხვრელში, ჩვენ გავიგეთ, რომ ძლიერი და მოწესრიგებული მაგნიტური ველები გადამწყვეტია იმისთვის, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ შავი ხვრელები ირგვლივ არსებულ გაზთან და მატერიასთან. მათ.”
სინათლე არის ელექტრული და მაგნიტური ველების მოძრავი რხევა, რომელიც საშუალებას გვაძლევს დავინახოთ ობიექტები. ხანდახან სინათლე რხევა უპირატესად
ორიენტაცია, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც პოლარიზებული. მიუხედავად იმისა, რომ პოლარიზებული სინათლე ჩვენს გარშემოა, ადამიანის თვალისთვის ის არ განსხვავდება "ნორმალური" ან არაპოლარიზებული სინათლისგან. ამ შავი ხვრელების ირგვლივ პლაზმაში, მაგნიტური ველის ხაზების ირგვლივ მოტრიალებული ნაწილაკები აძლევენ ველზე პერპენდიკულარულ პოლარიზაციას. ეს საშუალებას აძლევს ასტრონომებს უფრო მკაფიო დეტალურად დაინახონ რა ხდება შავი ხვრელის რეგიონებში და დააფიქსირონ მათი მაგნიტური ველის ხაზები.
„შავი ხვრელების მახლობლად ცხელი მბზინავი აირის პოლარიზებული შუქის გამოსახულებით, ჩვენ პირდაპირ ვიღებთ დასკვნას მაგნიტური ველების სტრუქტურასა და სიძლიერეს, რომლებიც ატრიალებენ გაზისა და მატერიის ნაკადს, რომლითაც შავი ხვრელი იკვებება და გამოდევნის“, - თქვა ანჯელო რიკარტმა, ჰარვარდის შავი ხვრელი. ინიციატივის თანამშრომელი და პროექტის თანახელმძღვანელი. „პოლარიზებული სინათლე ბევრად მეტს გვასწავლის ასტროფიზიკის, გაზის თვისებებისა და მექანიზმების შესახებ, რომლებიც ხდება შავი ხვრელის კვების დროს“.
მაგრამ პოლარიზებულ შუქზე შავი ხვრელების გადაღება არც ისე ადვილია, როგორც პოლარიზებული სათვალეების დადება და ეს განსაკუთრებით ეხება Sgr A*-ს, რომელიც ისე სწრაფად იცვლება, რომ არ დგას სურათების გადასაღებად. სუპერმასიური შავი ხვრელის გამოსახულება მოითხოვს დახვეწილ ხელსაწყოებს, რომლებიც ადრე გამოიყენებოდა M87*-ის, ბევრად უფრო სტაბილური სამიზნის დასაჭერად. დენ მარონი, EHT-ის თანამმართველი მკვლევარი და ნაშრომის თანაავტორი, რომელიც არის სტიუარდის ობსერვატორიის ასტრონომიის პროფესორი და მისმა გუნდმა შეიმუშავეს ინსტრუმენტები, რომლებიც აღმოაჩენდნენ პოლარიზებულ რადიოტალღებს ამ შედეგისთვის.
„ისევე, როგორც პოლარიზებულ შუქს შეუძლია გვითხრას ზედაპირის ორიენტაციაზე, რომლიდანაც ის იხრება, როგორიცაა ფანჯრები ან გზები, მას ასევე შეუძლია გვაჩვენოს მაგნიტური ველების ორიენტაცია შავი ხვრელების გარშემო“, - თქვა მარონემ. „რადგან მაგნიტური ველები სწრაფად იცვლება Sgr A*-ის გარშემო, EHT დაკვირვებების პოლარიზებულ სურათებად გადაქცევა უზარმაზარი გამოწვევა იყო. ჩვენ ნამდვილად ვამაყობთ, რომ ჩვენი მონაცემები შეიცავს საკმარის ინფორმაციას.”
მეცნიერები აცხადებენ, რომ ისინი აღფრთოვანებულნი არიან ორივე სუპერმასიური შავი ხვრელის სურათების პოლარიზებულ შუქზე, რადგან ეს სურათები და მათთან არსებული მონაცემები იძლევა ახალ გზებს შავი ხვრელების სხვადასხვა ზომისა და გარემოს შედარებისა და კონტრასტის შესაქმნელად. ტექნოლოგიის გაუმჯობესებასთან ერთად, სურათები, სავარაუდოდ, გამოავლენს კიდევ უფრო მეტ საიდუმლოებას შავი ხვრელებისა და მათი მსგავსებისა თუ განსხვავებების შესახებ.
„ეს აღმოჩენები გვეხმარება გავაუმჯობესოთ ჩვენი კომპიუტერული მოდელები და თეორიები და გვაძლევს უკეთ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ რა ემართება მატერიას შავი ხვრელის მოვლენის ჰორიზონტთან ახლოს“, დასძინა თანაავტორმა. ჩი-კვან ჩანიასტრონომიის პროფესორი უარიზონაში, რომელიც ყურადღებას ამახვილებს შავი ხვრელების თეორიულ მოდელირებაზე.
EHT-მა ჩაატარა რამდენიმე დაკვირვება 2017 წლიდან. ყოველწლიურად, სურათები უმჯობესდება, რადგან EHT აერთიანებს ახალ ტელესკოპებს, უფრო დიდ გამტარობას და ახალ დაკვირვების სიხშირეებს.
„ჩვენ ვამუშავებთ აპარატურასა და პროგრამულ უზრუნველყოფას EHT დაკვირვებების ავტომატიზაციისთვის, რითაც EHT-ს საშუალებას მივცემთ განახორციელოს უფრო ხშირი დაკვირვებები მომავალში შავი ხვრელების ფილმების გადასაღებად. ემი ლოვიცი, EHT კვლევა მეცნიერი სტიუარდის ობსერვატორიაში, რომელიც ხელმძღვანელობს EHT Agility პროექტს.
ასეთი დაკვირვებები, რომელიც მოიცავს რამდენიმე თვეს, არის EHT-ის ერთ-ერთი მთავარი მიზანი მომავალი წლებისთვის, შესაბამისად. რემო ტილანუსი, UArizona პროფესორი და EHT ოპერაციების მენეჯერი, რომელიც ზედამხედველობს სადამკვირვებლო კამპანიებსა და ტექნიკურ განვითარებას.
„Agility Project-ის შესაძლებლობებით, ჩვენ უნდა შევძლოთ დავინახოთ მასალა, რომელიც ტრიალებს M87*-ს ირგვლივ და ისროლება მის თვითმფრინავებში“, - თქვა ტილანუსმა.
მომდევნო ათწლეულისთვის დაგეგმილი გაფართოებები ასევე საშუალებას მისცემს მაღალი ხარისხის ფილმებს, შეიძლება გამოავლინოს ფარული ჭავლი Sgr A*-ში და ასტრონომებს საშუალებას მისცემს დააკვირდნენ პოლარიზაციის მსგავსი მახასიათებლებს სხვა შავ ხვრელებში. არსებობს გეგმებიც კი, რომ EHT გაავრცელოს კოსმოსში, რაც უზრუნველყოფს შავი ხვრელების ბევრად უფრო მკვეთრ სურათებს და საშუალებას მისცემს შავი ხვრელების ბრუნვისა და იმ მექანიზმების უფრო მძლავრ კვლევებს, რომლებიც აძლიერებენ შავი ხვრელის ჭავლებს.
EHT დაგეგმილია Sgr A*-ის კვლავ დაკვირვება აპრილში, რითაც დაკავებული იქნება EHT UArizona გუნდი. ლოვიცთან და გეორგიევთან, პოსტდოქტორანტთან ერთად ენდრიუ თომას უესტი და მაგისტრანტი ჟასმინ ვაშინგტონი ამჟამად ამზადებენ სუბმილიმეტრულ ტელესკოპს გრეჰემის მთაზე და არიზონას რადიოობსერვატორიის 12 მეტრიან რადიოტელესკოპს კიტ პიკზე მომავალი დაკვირვებისთვის.
ვაშინგტონმა, რომელიც მონაწილეობდა 2021 წლის სადამკვირვებლო კამპანიაში, როგორც პირველი კურსის კურსდამთავრებული, თქვა, რომ მას ესიამოვნა გამოცდილება და აღფრთოვანებულია, რომ წელს შეძლებს დაბრუნებას.
”ჩვენ დავაკვირდებით უფრო მეტი ტელესკოპით, ვიდრე ოდესმე, რაც მოგვცემს უკეთეს დაფარვას და მეტ მგრძნობელობას ამ პოლარიზებული გაზომვების გასაკეთებლად,” - თქვა მან.
უესტმა დაამატა: „ძალიან მაღალი სიზუსტით გაზომვა, თუ როგორ შეიცვალა ეს წყაროები ბოლო დაკვირვების შემდეგ, გვაცნობებს ჩვენს მოდელებს და საშუალებას მოგვცემს ვუპასუხოთ ფუნდამენტურ კითხვებს ფიზიკის შესახებ ამ ექსტრემალურ გარემოში - ეს ძალიან საინტერესოა!“