Instrument GRAVITY potwierdza obecność i cechy supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Najnowsze obserwacje pokazują koncentracje gazu, podróżującego z 30% prędkości światła na kołowej orbicie, tuż nad horyzontem zdarzeń. To pierwsze tak szczegółowe obserwacje materiału orbitującego tak blisko czarnej dziury.
Naukowcy przy użyciu instrumentu GRAVITY zamontowanego na systemie interferometrycznym teleskopu VLT (Very Large Telescope) obserwowali rozbłyski światła w paśmie podczerwonym, pochodzące z dysku akrecyjnego wokół Sagittarius A* – jasnego i bardzo zwartego obiektu w samym sercu naszej galaktyki. Wyniki potwierdzają wieloletnie przypuszczenia naukowców, że w tym miejscu w Drodze Mlecznej znajduje się supermasywna czarna dziura.
Część materii z dysku akrecyjnego – czyli pasa gazu orbitującego z relatywistycznymi prędkościami wokół Sagittariusa A* – może krążyć wokół obiektu bezpiecznie. Jednak materia, która za bardzo się zbliży, zostanie przez siły grawitacyjne wciągnięta bezpowrotnie za horyzont zdarzeń. Najbliższa stabilna kołowa orbita, na której obiekty mogą krążyć wokół czarnej dziury, to tzw. innermost stable circular orbit (ISCO, z ang. najbardziej wewnętrzna stabilna orbita kołowa). To właśnie z niej pochodzą zaobserwowane rozbłyski.
Obserwacje zostały wykonane przy użyciu instrumentu GRAVITY, który zbierał światło przychodzące z czterech teleskopów VLT – w rezultacie czego powstał jeden wirtualny teleskop o średnicy 130 metrów. Wcześniej w tym roku, również za pomocą GRAVITY i innego instrumentu SINFONI, ten sam zespół naukowców ogłosił wykonanie dokładnego pomiaru orbity gwiazdy S2, przechodzącej bardzo blisko Sagittariusa A*. Wtedy po raz pierwszy sprawdzono efekty przewidywane przez Ogólną Teorię Względności Einsteina w tak ekstremalnym środowisku grawitacyjnym.
To właśnie w czasie tych obserwacji zarejestrowano trzy wyraźne rozbłyski. Ich charakterystyka pokrywała się całkowicie z teoretycznymi przewidywaniami zachowania gorących plam orbitujących w takiej bliskości czarnej dziury o masie czterech milionów Słońc. Emisja w podczerwieni pochodzi od wysokoenergetycznych elektronów znajdujących się na orbicie blisko czarnej dziury.
Wizualizacja gazów krążących z prędkością odpowiadająca 30% prędkości światła na kołowej orbicie blisko supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* w centrum naszej galaktyki. Źródło: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada
Za odkrycie odpowiadają naukowcy z Instytutu Maxa Plancka Fizyki Pozaziemskiej, Obserwatorium w Paryżu, Uniwersytetu Alpejskiego w Grenoble, francuskiego Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Instytutu Astronomicznego Maxa Plancka, Uniwersytetu w Kolonii, Portuguese CENTRA oraz Europejskiego Obserwatorium Południowego.
Praca naukowa opisująca odkrycie została opublikowana na łamach czasopisma naukowego „Astronomy & Astrophysics”.
Źródło: ESO
Opracowanie: Rafał Grabiański
Więcej informacji:
Na zdjęciu: Wizualizacja używająca danych z symulacji ruchów orbitalnych gazu, krążącego z prędkością 30% prędkości światła na orbicie kołowej wokół czarnej dziury. Źródło: ESO/Gravity Consortium/L. Calçada
