Astronomu pirmais tuvplāns izskatās supermasīvā melnā cauruma tuvumā

60. gados astronomi sāka lietot vārdu kvazārs, lai aprakstītu to, ko viņi sākumā sauca par kvaz i-stell ar objektiem . Pirmie kvazāri izskatījās zvaigžņoti, piemēram, precīzi, ar optisko teleskopu palīdzību, bet to gaismas apjukuma astronomu analīze. Tagad kvazāru teorija ir veikusi milzīgus soļus. Viņi tiek attēloti kā ļoti aktīvi galaktiku kodoli agrīnajā Visumā, kurus darbina gigantiski melnie caurumi. Tomēr mēs joprojām optiskos teleskopos redzam kvazārus kā zvaigžņotus, un sīki novērojumi par teritoriju ap melnajiem caurumiem ir grūti gūti. Pagājušajā nedēļā - 2018. gada 29. novembrī - Maks Planka ārpuszemes fizikas institūts (MPE) paziņoja, ka tā astronomi ir izmantojuši jaunu instrumentu GRAVITY, lai iegūtu labāku izskatu nekā jebkad agrāk - optiskā apgaismojumā - viena astronomijas sirdī. slavenākajiem kvazāriem, pirmo reizi atklāto kvazāru, kura nosaukums ir 3C 273.

Jaunais darbs tika publicēts 2018. gada 28. novembrī recenzētajā žurnālā Nature .

Šī starptautiskā astronomu komanda varēja novērot ātri pārvietojošās gāzes struktūru ap centrālo supermasīvo melno caurumu, kam, domājams, bija jauda 3C 273. Pirms šī jaunā darba tika aprakstīts šī iekšējā reģiona mazais leņķiskais izmērs - tā lielums uz mūsu debesu kupola, aprakstīts kas attiecas uz mūsu Saules sistēmu, kas redzama no 2, 5 miljardiem gaismas gadu attāluma, - bija padarījis šo novērojumu neiespējamu.

Video animācija šīs ziņas augšdaļā mēģina nodot daļu no šī stāsta, vispirms parādot 3C273 optisko attēlu (šo attēlu redzēsit arī zemāk). Pēc tam videoklips atspoguļo mākslinieka iespaidu par supermasīvā melnā cauruma apkārtni, kas, domājams, pastiprina šo kvazāru. Animācijā jūs redzat tipiskos komponentus, kas, domājams, veido supermasīvos melnos caurumus: putekļainu toru, ļoti karstu, iekūtošu materiālu un materiāla strūklu, kas lielā ātrumā tiek izmesta no melnā cauruma stabiem.

Tad videoklipā jūs redzat, kas šeit ir jauns: vērpšanas virpuļveida attēlojums, mākslinieka koncepcija par neseno darbu, ko pabeiguši astronomi, kuri spēja iegūt sīkāku informāciju par tā dēvēto plašās līnijas reģionu, kur virpuļo gāzes mākoņi ap 3C 273 centrālo melno caurumu.

Astronomi joprojām neredz šo apgabalu. Bet viņi var analizēt šī reģiona optisko gaismu, un viņu atrastā informācija ļāva viņiem apstiprināt centrālā melnā cauruma masu aptuveni 300 miljonu saules masu apjomā. Tas ir pretstatā supermasīvā melnā cauruma masai mūsu Piena Ceļa galaktikas centrā, kas ir tikai aptuveni 4 miljoni Saules masu.

2019. gada Mēness kalendārs ir klāt! Pasūtiet savu, pirms viņi vairs nav. Padara lielisku dāvanu.

Kvazara 3C273 optiskais attēls, kas iegūts ar Habla kosmisko teleskopu. Kvazārs atrodas milzu elipsveida galaktikā Jaunavas zvaigznājā aptuveni 2, 5 miljardu gaismas gadu attālumā. Tas bija pirmais kvazārs, kurš jebkad tika identificēts. Attēls, izmantojot ESA / Hablu / NASA / MPE.

Šo astronomu izmantotā tehnika nav jauna, taču šajā procesā iesaistītais instruments ir salīdzinoši jauns, nodots ekspluatācijā 2016. gadā. Instrumentu sauc par GRAVITY, un astronomi saka, ka tas ir ļāvis panākt milzīgu leņķa izšķirtspējas ieguvumu, tas ir, skaidrība, ar kādu mēs redzam šo ļoti tālo kvazāru.

Visi četri teleskopi, kas veido ļoti lielo teleskopu (VLT) - kas atrodas Cerro Paranal virsotnē Čīlē - tika izmantoti ar GRAVITY instrumentu, lai veiktu jaunos 3C 273 novērojumus. Šie teleskopi apvienojas, izmantojot interferometriju.

Izmantojot astronomi, izmantojot GRAVITY, četri teleskopi kļuva par viena teleskopa ekvivalentu ar diametru 427 pēdas (130 metri jeb aptuveni pusotra amerikāņu futbola laukuma garuma).

Cerro Paranal augšpusē esošā novērošanas platformas skats no gaisa, ar četriem 8, 2 metru (27 pēdu) teleskopu (UT) apvalkiem un dažādām VLT interferometra (VLTI) instalācijām. Lasiet vairāk par šo attēlu, izmantojot Wikimedia Commons.

Tātad, izmantojot šos optiskos teleskopus un GRAVITY instrumentu, astronomi tagad skaidrāk var redzēt tālu kosmosā. Tā viņi ir ieguvuši nekad iepriekš neredzētu informāciju par kvazārā 3C 273 centrālo reģionu. MPK Eckhards Stūrms ir galvenā jaunā pētījuma autors. Viņš teica:

GRAVITĀTE ļāva mums pirmo reizi atrisināt tā saucamo broad līnijas reģionu, kā arī novērot gāzes mākoņu kustību ap centrālo melno caurumu. Mūsu novērojumi atklāj, ka gāzes mākoņi virpuļo ap centrālo melno caurumu.

Astronomu paziņojumā teikts:

Sīki izstrādāti kvazāra 3C 273 novērojumi ar GRAVITY instrumentu atklāj ātri pārvietojošās gāzes struktūru ap centrālo supermasīvo melno caurumu - pirmo reizi varēja izšķirt tā saukto “plašās līnijas reģionu”. Starptautiskā astronomu komanda tādējādi spēja ar nepieredzētu precizitāti izmērīt melnā cauruma masu. Šis mērījums apstiprina pamatpieņēmumus par visbiežāk izmantoto metodi, lai izmērītu centrālo melno caurumu masu tālos kvazāros. Šo melno caurumu izpēte un to masu noteikšana ir būtiska sastāvdaļa, lai izprastu galaktiku evolūciju kopumā.

Reinhard Genzel, MPE infrasarkano staru pētījumu grupas vadītājs, komentēja:

Šī ir pirmā reize, kad mēs telpiski varam atrisināt un izpētīt masīva melnā cauruma tiešo apkārtni ārpus mūsu mājas galaktikas, Piena ceļa.

Melnie caurumi ir intriģējoši objekti, kas ļauj mums zondēt fiziku ekstremālos apstākļos, un ar smaguma pakāpi mēs tagad varam tos zondēt gan tuvu, gan tālu.

Šeit parādīta kvazāra plašās līnijas reģiona principiālā ģeometrija. Atsevišķi mākoņi ir sadalīti biezā gredzenā (zaļā ēnā) un griežas ap centrālo melno caurumu. Attēls ar NASA / GRAVITY sadarbības palīdzību.

Pirms vairāk nekā 50 gadiem, 1963. gadā, astronoms Maarten Schmidt identificēja pirmo kvazzvaigžņu priekšmetu vai kvazāru - šo pašu kvazāru, kurš joprojām tiek pētīts mūsdienās, 3C 273 - kā objektu, kas ir ārkārtīgi tāls un gandrīz neiedomājami spilgts. Bija skaidrs, pat 60. gados, ka kvazaru izstarotā enerģija ir ievērojami lielāka nekā parastās galaktikās, piemēram, mūsu Piena Ceļš, un to nevar ražot ar regulāriem saplūšanas procesiem zvaigznēs.

Kopš tā laika desmitgadēs teorētiskie astronomi ir detalizēti aprakstījuši teoriju, ka kvazāri iegūst enerģiju no procesiem, kas notiek tuvu supermasīvajiem melnajiem caurumiem.

Novērojumi, piemēram, šie nesenie Eckhard Sturm et al. ejiet tālu, lai apstiprinātu teorētiķu darbu. Un - tā kā galaktikas ir mūsu Visuma pamatstruktūra, un, tā kā tagad domājams, ka supermasīvie melnie caurumi atrodas lielākoties, ja ne visu lielo galaktiku centrā, darbs virza arī astronomu izpratni par visa Visuma evolūciju.

Grunts līnija: Pirmo reizi pētniekiem ir bijusi iespēja novērot gāzes mākoņu kustību ap centrālo supermasīvo melno caurumu. Šis konkrētais melnais caurums darbina slaveno kvazāru 3C 273.

Avots: kvazāra plakanās līnijas apgabala telpiski izšķirta rotācija sub-parsec mērogā

Via Max Planck ārpuszemes fizikas institūts