Dwadzieścia radioteleskopów potwierdza rotację supermasywnej czarnej dziury

W innowacyjnym badaniu wzięło udział ponad 20 radioteleskopów znajdujących się na całym świecie Supermasywna czarna dziura galaktyki M87, emanująca z jej wnętrza, oscyluje..

Supermasywne czarne dziury to obiekty astronomiczne miliardy razy cięższe od Słońca połykać Trudno jest badać wszystko wokół nich, łącznie ze światłem, ponieważ żadna informacja z nich nie ucieka.

Teoretycznie istnieje bardzo niewiele cech, które eksperci mogą mieć nadzieję zmierzyć. Jedną z obserwowalnych właściwości jest rotacja, ale ze względu na związane z tym trudności nie przeprowadzono bezpośrednich obserwacji rotacji czarnej dziury.

Poszukując dowodów na ten zwrot akcji, międzynarodowy zespół… Przeanalizował ponad dwie dekady danych obserwacyjnych z galaktyki M87. W tej galaktyce, oddalonej o 55 milionów lat świetlnych, w kierunku konstelacji Panny, znajduje się czarna dziura 6,5 ​​miliarda razy masywniejsza od Słońca.

To ta sama czarna dziura, która dostarczyła pierwsze zdjęcie swojego cienia uzyskane przez EHT (Teleskop Horyzontu Zdarzeń) w 2019 roku. Wiedzą o tym astronomowie i astrofizycy. Supermasywna czarna dziura w M87 zawiera dysk akrecyjny; Oznacza to płaską okrągłą strukturę złożoną z gazu i pyłu utworzoną wokół środka ciężkości zasilającego czarną dziurę materią oraz strumienia, w którym materia jest wyrzucana z okolic czarnej dziury z prędkością bliską tej prędkości . Światła.

Samolot zmienia kierunek o 10 stopni z precesją trwającą 11 lat

Zespół ten, jak opisano w Badanie obserwacyjne pokazane w Natura, Analiza danych ze 170 okresów Gromadzone są przez sieć VLBI w Azji Wschodniej (EAVN), sieć Very Long Baseline Array (VLBA), wspólną sieć KVN i VERA (KaVA), globalną sieć od Bliskiego Wschodu do Włoch (Eating) oraz sieć VLBI.

Wyniki pokazują interakcje grawitacyjne pomiędzy dyskiem akrecyjnym a rotacją czarnej dziury Spraw, aby podstawa samolotu zakołysała sięPodobnie jak interakcje grawitacyjne w Układzie Słonecznym powodują, że Ziemia robi to samo.

Zespołowi udało się powiązać dynamikę przepływu z centralną supermasywną czarną dziurą, dostarczając bezpośrednich dowodów na to, że czarna dziura w rzeczywistości się obraca. Kierunek przepływu zmienia się o około 10° z precesją trwającą 11 latw połączeniu z teoretycznymi symulacjami superkomputerowymi przeprowadzonymi przez ATERUI II w Narodowe Obserwatorium Astronomiczne Japonii (Naprawdę).

„Jesteśmy zachwyceni tym ważnym wynikiem” – mówi główny autor Yuzhou Cui, podsumowując badania, które rozpoczął jako student NAOJ, zanim przeniósł się do laboratorium w Zhejiang w ramach stażu podoktorskiego.

„Ponieważ przesunięcie między czarną dziurą a dyskiem jest stosunkowo małe, a okres precesji wynosi około 11 lat, Niezbędne było gromadzenie danych o wysokiej rozdzielczości śledzących strukturę M87 na przestrzeni dwóch dekad. „Kompleksowa analiza” – mówi Yuzhu Cui.

„Po pomyślnym zobrazowaniu czarnej dziury w tej galaktyce za pomocą EHT, głównym problemem naukowców stało się to, czy ta czarna dziura się obraca, czy nie. Teraz oczekiwanie zamieniło się w pewność. „Ta potworna czarna dziura rzeczywiście się obraca” – przyznaje Kazuhiro Hada z NAOJ.

Nic nie umknie czarnej dziurze

Dla profesora Motoki Kino z Uniwersytetu Kogakuin i koordynatora VLBI w Azji Wschodniej: „Nasze dane obserwacyjne, pięknie dopasowane do prostej krzywej sinusoidalnej, Zapewnia nam nowe postępy w rozumieniu czarnej dziury i układu dżetów„.

Według NASA czarna dziura to ciało astronomiczne posiadające tak silną siłę grawitacji, że nic, nawet światło, nie jest w stanie z niej uciec. the Powierzchnia Z czarnej dziury znanej jako Horyzont zdarzeńOkreśla granicę, przy której prędkość wymagana do jej ominięcia przekracza prędkość światła, która jest maksymalną prędkością we wszechświecie. Materia i promieniowanie są uwięzione i nie mogą uciec.

Czarna dziura powstaje, gdy obiekt osiąga określoną gęstość krytyczną, a jej grawitacja powoduje, że zapada się on w niemal nieskończenie mały punkt.

Energia wytwarzana w wyniku reakcji jądrowych zachodzących wewnątrz gwiazd zapobiega ich zapadaniu się pod własnym ciężarem. Kiedy te interakcje zatrzymują się w masywnej gwieździe, nic nie jest w stanie zapobiec powstaniu czarnej dziury o masie gwiazdowej.

Zewnętrzne warstwy gwiazdy mogą zostać wyrzucone w przestrzeń kosmiczną lub wpaść do czarnej dziury, czyniąc ją cięższą. Astronomowie nie są pewni, w jaki sposób powstają supermasywne czarne dziury. Mogą powstać w wyniku zapadania się dużych obłoków gazu, w wyniku akumulacji wielu małych czarnych dziur lub w wyniku grupy zdarzeń.

Gigantyczna czarna dziura

Warto zauważyć, że do tej pory astronomowie odkryli dziesiątki potencjalnych supermasywnych czarnych dziur w jądrach całkiem pobliskich galaktyk, a także wiele innych czarnych dziur w odległych obiektach znanych jako kwazary.

Odkryli w naszej galaktyce może kilkanaście lub dwie czarne dziury o masach gwiazdowychGalaktykę Drogi Mlecznej (i inną w galaktyce satelitarnej), oprócz niektórych mas pośrednich w Galaktyce Drogi Mlecznej i innych galaktykach.

W jądrach wszystkich galaktyk z centralnymi zgrubieniami gwiazd mogą znajdować się supermasywne czarne dziury, a w Drodze Mlecznej mogą znajdować się tysiące czarnych dziur o masach gwiazdowych i tysiące innych w każdej z miliardów innych galaktyk.

Na koniec jego rozmiar przyjmuje się jako minimalną odległość, na jaką może uciec. To się nazywa dystans Horyzont zdarzeń To zależy od masy otworu.

Typowa masa byłaby około 10 razy większa od masy Słońca; Oznacza to, że 1031 kilogramów, co oznacza 1, po którym następuje 31 zer: 10 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000.

Astronomowie tak uważają Wiele galaktyk zawiera w swoich centrach niezwykle masywne czarne dziuryWedług Kantabryjskiego Instytutu Fizyki waży około miliona mas Słońca, czyli 1036 kilogramów.