Zespół naukowców dokonał niezależnej ponownej analizy danych obserwacyjnych supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
Zespół badawczy kierowany przez adiunkta Makoto Miyoshiego z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii (National Astronomical Observatory of Japan, NAOJ) niezależnie przeanalizował dane obserwacyjne supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, uzyskane i opublikowane przez międzynarodowy wspólny projekt obserwacyjny Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope, EHT). Odkryli oni, że struktura ta jest nieznacznie wydłużona w kierunku wschód-zachód. Badania te stanowią nowe spojrzenie na publicznie dostępne dane EHT i pokazują proces naukowy, w którym pewność odpowiedzi wzrasta, gdy różni naukowcy kontynuują badanie i omawianie teorii.
Galaktyka Drogi Mlecznej, w której żyjemy, zawiera 100 miliardów gwiazd podobnych do Słońca. We Wszechświecie istnieje niezliczona ilość tak dużych galaktyk, z których większość posiada w swoich jądrach supermasywne czarne dziury o masie miliony do miliardów razy większe niż masa Słońca. Galaktyka Drogi Mlecznej również posiada supermasywną czarną dziurę w swoim centrum, zwaną Sagittarius A* (Sgr A*). Czarna dziura pochłania wszystko, łącznie ze światłem, uniemożliwiając zobaczenie samej supermasywnej czarnej dziury, ale analiza ruchu gwiazd krążących wokół niej z dużą prędkością wskazuje, że Sagittarius A* ma masę około czterech milionów razy większą niż Słońce. Uważnie obserwując jej otoczenie, możemy uzyskać wskazówki dotyczące natury niewidzialnej czarnej dziury.
EHT obserwował Sgr A* w 2017 roku za pomocą sieci ośmiu naziemnych radioteleskopów przy użyciu techniki znanej jako interferometria radiowa w celu połączenia wyników z różnych teleskopów. Wyniki tych obserwacji zostały opublikowane w 2022 roku, w tym obraz jasnej struktury pierścieniowej otaczającej centralny ciemny obszar, wskazujący na obecność czarnej dziury.
W przeciwieństwie do typowej fotografii, dane z obserwacji łączących kilka znacznie oddalonych od siebie radioteleskopów zawierają wiele luk w kompletności, dlatego do skonstruowania obrazu z danych wykorzystywane są specjalne algorytmy. W badaniach tych zespół wykorzystał powszechnie stosowane metody do danych EHT, a nie własną, oryginalną metodę analizy EHT. Miyoshi wyjaśnił: Nasz obraz jest nieco wydłużony w kierunku wschód-zachód, a wschodnia połowa jest jaśniejsza niż zachodnia. Uważamy, że taki wygląd oznacza, że dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę rotuje.
Dane obserwacyjne i metody analizy EHT są swobodnie dostępne, a wielu badaczy zweryfikowało wyniki ich analizy. Badania te są również częścią tych regularnych działań weryfikacyjnych. Interferometria radiowa łącząca teleskopy na całym świecie jest rozwijającą się technologią, a badania nad analizą danych i przetwarzaniem obrazu trwają, wykorzystując wiedzę ze statystyki i innych pokrewnych dyscyplin. Struktury przedstawione w tych badaniach różnią się od wyników zespołu EHT, ale obie zostały prawdopodobnie uzyskane z danych przy użyciu odpowiednich metod. EHT odgrywa ważną rolę w badaniach nad czarnymi dziurami, zabiegając o niezależną weryfikację i dostarczając danych do weryfikacji. Mamy nadzieję, że bardziej wiarygodny obraz Sagittarius A* wyłoni się z aktywnej dyskusji naukowców w oparciu o ulepszone metody analizy i dane z obserwacji uzupełniających przeprowadzonych od 2018 roku.
Opracowanie: Agnieszka Nowak
Więcej informacji:
- Re-analysis of Data from Milky Way Central Supermassive Black Hole Observations
- An independent hybrid imaging of Sgr A* from the data in EHT 2017 observations
Źródło: NAOJ
Na ilustracji: Obraz Sgr A*, supermasywnej czarnej dziury w centrum naszej Galaktyki, który został uzyskany przez Teleskop Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope, EHT) – sieć łączącą razem osiem istniejących obserwatoriów radiowych na całej planecie. Źródło: EHT Collaboration
