Η σκοτεινή καρδιά του πλησιέστερου ραδιο γαλαξία που προσδιορίζεται από το τηλεσκόπιο Event Horizon

Σύνθεση των εικόνων Centaurus A στον τομέα των οπτικών (ESO / WFI) και των ακτίνων X (NASA / CXC / CfA). Ο Κένταυρος Α είναι ένας τεράστιος γαλαξίας που βρίσκεται στη διαδικασία συγχώνευσης με μια κοντινή σπείρα. Συντελεστές: ESO / WFI (Optical), MpIfR / ESO / Apex / A.Weiss et al. (υπομελίμετρο); NASA / CXC / CfA / R. Οι Kraft et al. (Ακτινογραφίες)

Μια διεθνής ομάδα αγκυροβολημένη από τη συνεργασία Event Horizon Telescope (EHT), γνωστή για τη λήψη της πρώτης εικόνας μιας μαύρης τρύπας στον γαλαξία Messier 87, έχει απεικονίσει τώρα τον πυρήνα του γειτονικού ραδιογαλαξία Centaurus A με άνευ προηγουμένου λεπτομέρειες. Οι αστρονόμοι εντοπίζουν τη θέση της κεντρικής υπερμεγέθης μαύρης τρύπας και αποκαλύπτουν πώς γεννιέται ένα γιγαντιαίο τζετ. Το πιο αξιοσημείωτο είναι ότι μόνο τα εξωτερικά άκρα του πίδακα φαίνεται να εκπέμπουν ακτινοβολία, γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση τα θεωρητικά μας μοντέλα πίδακες. Το έργο αυτό, με επικεφαλής τον Michael Janssen από το Max Planck Institute for Radio Astronomy Bonn και το Radboud University Nijmegen, δημοσιεύεται στο Φύση αστρονομία σήμερα (19 Ιουλίου 2021).

Στα μήκη κύματος του ραδιοφώνου, ο Κένταυρος Α εμφανίζεται ως ένα από τα μεγαλύτερα και φωτεινότερα αντικείμενα του νυχτερινού ουρανού. Αφού αναγνωρίστηκε ως μια από τις πρώτες γνωστές εξωγαλακτικές ραδιοφωνικές πηγές το 1949, ο Κένταυρος Α έχει αποτελέσει αντικείμενο εκτεταμένων μελετών σε όλο το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα από μια ποικιλία ραδιοφωνικών, υπέρυθρων, οπτικών, παρατηρητηρίων ακτίνων Χ και γάμμα. Στο κέντρο του Centaurus A βρίσκεται μια μαύρη τρύπα με μάζα 55 εκατομμυρίων ήλιων, η οποία βρίσκεται ακριβώς ανάμεσα στις κλίμακες μάζας της μαύρης τρύπας του Messier 87 (έξι και μισό δισεκατομμύριο ήλιους) και εκείνη στο κέντρο του δικού μας γαλαξία (περίπου τέσσερα εκατομμύρια ήλιους).

Οι κλίμακες απόστασης ανακαλύφθηκαν στο Centaurus A Jet

Η επάνω αριστερή εικόνα δείχνει πώς το αεριωθούμενο αεροπλάνο διασπάται σε σύννεφα αερίου που εκπέμπουν ραδιοκύματα, που συλλαμβάνονται από τα παρατηρητήρια ATCA και Parkes. Το επάνω δεξί πλαίσιο εμφανίζει μια έγχρωμη σύνθετη εικόνα, με μεγέθυνση 40x από το πρώτο πλαίσιο για να ταιριάζει με το μέγεθος του ίδιου του γαλαξία. Η εκπομπή του υπεριλίμετρου του πίδακα και η σκόνη στον γαλαξία που μετράται από το όργανο LABOCA / APEX υποδεικνύεται με πορτοκαλί χρώμα. Η εκπομπή ακτίνων Χ του αεροσκάφους που μετριέται από το διαστημικό σκάφος Chandra εμφανίζεται με μπλε χρώμα. Λευκό φως ορατό από αστέρια στον γαλαξία συλλήφθηκε από το τηλεσκόπιο 2,2 μέτρων MPG / ESO. Ο παρακάτω πίνακας παρακάτω δείχνει μια εικόνα ζουμ 165000x του εσωτερικού ραδιοφώνου που λαμβάνεται με τα τηλεσκόπια TANAMI. Ο κάτω πίνακας αντιπροσωπεύει τη νέα εικόνα υψηλότερης ανάλυσης της περιοχής εκτόξευσης jet που λαμβάνεται με το EHT σε μήκη κύματος χιλιοστομέτρου με ανάλυση τηλεσκοπίου μεγέθους 60.000.000x. Οι γραμμές κλίμακας που εμφανίζονται εμφανίζονται σε έτη φωτός και ημέρες φωτός. Ένα έτος φωτός ισούται με την απόσταση που διανύθηκε από το φως σε ένα έτος: περίπου εννέα τρισεκατομμύρια χιλιόμετρα. Συγκριτικά, η απόσταση από το πιο γνωστό αστέρι στον Ήλιο μας είναι περίπου τέσσερα έτη φωτός. Μια ημέρα φωτός ισούται με την απόσταση που διανύθηκε από το φως σε μια ημέρα: περίπου έξι φορές την απόσταση μεταξύ του Ήλιου και του Ποσειδώνα. Πίστωση: Πανεπιστήμιο Radboud CSIRO / ATNF / I. Feain et al., R. Morganti et al., Ν. Junkes et al.; ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et αϊ.; NASA / CXC / CfA / R. Kraft et αϊ.; ΤΑΝΑΜΙ / Γ. Mueller et al.; EHT / Μ. Οι Janssen et al.

Σε ένα νέο έγγραφο το Φύση αστρονομία, δεδομένα από τις παρατηρήσεις του EHT του 2017 αναλύθηκαν για την εικόνα του Centaurus A με άνευ προηγουμένου λεπτομέρεια. «Αυτό μας επιτρέπει για πρώτη φορά να δούμε και να μελετήσουμε ένα εξωγαλακτικό ραδιο αεριωθούμενο αεροπλάνο σε κλίμακες μικρότερες από την απόσταση που διανύει το φως σε μια μέρα. Βλέπουμε από πρώτο χέρι και προσωπικά πώς γεννιέται ένα τεράστιο γιγαντιαίο τζετ που εκτοξεύτηκε από μια υπερμεγέθη μαύρη τρύπα », λέει ο αστρονόμος Michael Janssen.

READ  Ο ειδικός προειδοποιεί ότι το πιο μεταδοτικό νέο COVID-19 θα γίνει «κυρίαρχο παγκόσμιο στέλεχος»

Σε σύγκριση με όλες τις προηγούμενες παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης, το αεριωθούμενο αεροπλάνο που εκτοξεύτηκε στο Centaurus A απεικονίζεται με δέκα φορές τη συχνότητα και δεκαέξι φορές μεγαλύτερη ανάλυση. Με τη δύναμη επίλυσης του EHT, μπορούμε τώρα να συνδέσουμε τις τεράστιες κλίμακες της πηγής, οι οποίες είναι τόσο μεγάλες όσο 16 φορές η γωνιακή διάμετρος της Σελήνης στον ουρανό, με την προέλευσή τους κοντά στη μαύρη τρύπα σε μια περιοχή μόλις το πλάτος ενός μήλο στη Σελήνη όταν προβάλλεται στον ουρανό. Αυτός είναι ένας παράγοντας μεγέθυνσης ενός δισεκατομμυρίου.

Κατανόηση των πίδακες

Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που βρίσκονται στο κέντρο των γαλαξιών όπως ο Κενταύρος Α τρέφονται με αέριο και σκόνη που προσελκύονται από την τεράστια βαρυτική τους έλξη. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει τεράστιες ποσότητες ενέργειας και ο γαλαξίας λέγεται ότι γίνεται «ενεργός». Το μεγαλύτερο μέρος του υλικού κοντά στην άκρη της μαύρης τρύπας πέφτει. Ωστόσο, μερικά από τα γύρω σωματίδια διαφεύγουν στιγμές πριν από τη σύλληψη και διοχετεύονται μακριά στο διάστημα: γεννήθηκαν πίδακες – ένα από τα πιο μυστηριώδη και ενεργητικά χαρακτηριστικά των γαλαξιών.

Centaurus A Event Horizon Telescope

Εικόνα υψηλότερης ανάλυσης του Κενταύρου Α που λαμβάνεται με το τηλεσκόπιο Event Horizon πάνω από μια έγχρωμη σύνθετη εικόνα ολόκληρου του γαλαξία. Πίστωση: Πανεπιστήμιο Radboud ESO / WFI; MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et αϊ.; NASA / CXC / CfA / R. Kraft et αϊ.; EHT / Μ. Οι Janssen et al.

Οι αστρονόμοι βασίστηκαν σε διαφορετικά μοντέλα της συμπεριφοράς της ύλης κοντά στη μαύρη τρύπα για να κατανοήσουν καλύτερα αυτήν τη διαδικασία. Ωστόσο, εξακολουθούν να μην είναι σίγουροι πώς εκτοξεύονται οι πίδακες από την κεντρική του περιοχή και πώς μπορούν να εκτείνονται σε κλίμακες μεγαλύτερες από τους γαλαξίες που τους φιλοξενούν χωρίς να διασκορπίζονται. Το EHT στοχεύει να λύσει αυτό το μυστήριο.

READ  Το απολίθωμα 100 εκατομμυρίων σκαθαριών ρίχνει φως στην αρχαία οικογένεια εντόμων

Η νέα εικόνα δείχνει ότι το τζετ που εκτοξεύτηκε από το Centaurus A είναι πιο φωτεινό στα άκρα σε σύγκριση με το κέντρο. Αυτό το φαινόμενο είναι γνωστό από άλλα αεροσκάφη, αλλά δεν έχει δει ποτέ με τόσο έντονο τρόπο στο παρελθόν. «Τώρα είμαστε σε θέση να αποκλείσουμε θεωρητικά μοντέλα αεριωθούμενων αεροπλάνων που δεν μπορούν να αναπαράγουν αυτό το άκρο που φωτίζει. Αυτό είναι ένα εντυπωσιακό χαρακτηριστικό που θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τα αεροσκάφη που παράγονται από μαύρες τρύπες », λέει ο Matthias Kadler, επικεφαλής του ΤΑΝΑΜΙ και καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο του Würzburg της Γερμανίας.

Αναφορά: 19 Ιουλίου 2021, Φύση αστρονομία.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01417-w

Μελλοντικές παρατηρήσεις

Με τις νέες παρατηρήσεις EHT του jet Centaurus A, η πιθανή θέση της μαύρης τρύπας έχει εντοπιστεί στο σημείο εκτόξευσης του jet. Με βάση αυτή την τοποθεσία, οι ερευνητές προβλέπουν ότι μελλοντικές παρατηρήσεις σε ακόμη μικρότερο μήκος κύματος και υψηλότερη ανάλυση θα μπορούσαν να φωτογραφίσουν την κεντρική μαύρη τρύπα του Κενταύρου Α. Αυτό θα απαιτήσει τη χρήση δορυφορικών παρατηρητηρίων.

«Αυτά τα δεδομένα προέρχονται από την ίδια εκστρατεία παρατήρησης που έδωσε τη διάσημη εικόνα της μαύρης τρύπας στο M87. Τα νέα αποτελέσματα δείχνουν ότι το EHT παρέχει ένα θησαυρό δεδομένων σχετικά με την πλούσια ποικιλία των μαύρων τρυπών και ότι υπάρχουν ακόμη πολλά να έρθουν », δήλωσε ο Heino Falcke, μέλος του διοικητικού συμβουλίου της EHT και καθηγητής αστροφυσικής στο Πανεπιστήμιο Radboud.

Γενικές πληροφορίες

Για να παρατηρήσει τον γαλαξία του Κενταύρου Α με αυτήν την άνευ προηγουμένου ανάλυση ευκρίνειας σε μήκος κύματος 1,3 mm, η συνεργασία EHT χρησιμοποίησε πολύ μακρά βασική ενδομετρία βάσης (VLBI), την ίδια τεχνική με την οποία λήφθηκε η διάσημη εικόνα μαύρων οπών στο M87. Μια συμμαχία οκτώ τηλεσκοπίων από όλο τον κόσμο ενώθηκε για να δημιουργήσει το τηλεσκόπιο Event Horizon σε μέγεθος Γης. Η συνεργασία EHT περιλαμβάνει περισσότερους από 300 ερευνητές από την Αφρική, την Ασία, την Ευρώπη, τη Βόρεια και τη Νότια Αμερική.

READ  Γιατί η κρίση μας κάνει γενναίους - τολμήσατε να επανεκκινήσετε - εν μέσω της πανδημίας

Η κοινοπραξία EHT αποτελείται από 13 ινστιτούτα ενδιαφερομένων μερών: Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, University of Arizona, University of Chicago, East Asian Observatory, Goethe University Frankfurt, Institute of Millimeter Radio Astronomy (MPG / CNRS / IGN), Large Millimeter Τηλεσκόπιο, Max Planck Institute for Radio Astronomy, MIT Haystack Observatory, National Astronomical Observatory of Japan, Perimeter Institute for Theoretical Physics, Radboud University and the Center for Astrophysics | Χάρβαρντ και Σμιθσόνιαν.

Το TANAMI (Tracking Active Galactic Nuclei with Austral Milliarcsecond Interferometry) είναι ένα πρόγραμμα πολλαπλών μηκών κύματος για την παρακολούθηση σχετιστικών πίδακες σε ενεργούς γαλαξιακούς πυρήνες στο νότιο ουρανό. Αυτό το πρόγραμμα παρακολουθεί τον Κενταύρο Α με VLBI σε μήκη κύματος εκατοστών από τα μέσα της δεκαετίας του 2000. Το δίκτυο ΤΑΝΑΜΙ αποτελείται από εννέα ραδιοτηλεσκόπια που βρίσκονται σε τέσσερις ηπείρους και παρατηρούν μήκη κύματος 4 εκατοστά και 1,3 εκατοστά.

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *