Fyrsta nærmynd stjörnufræðinga lítur nálægt ofurmassuðu svartholi
Á sjöunda áratugnum byrjuðu stjörnufræðingar að nota nafniðkvasariað lýsa því sem þeir í fyrstu kölluðusemi-stellMeðhlutum. Fyrstu kvasararnir litu út stjörnulíkir, eins og punktar, í gegnum sjónauka, en greiningu á ljósi þeirraráðalausir stjörnufræðingar. Nú hefur kenningin um kvasar tekið miklum framförum. Þeir eru á myndinni sem mjög virkar kjarnar vetrarbrauta í upphafi alheimsins, knúnar risastórum svartholum. Samt sjáum við enn kvasara sem stjörnumerki í gegnum sjónauka og erfitt hefur verið að komast að nákvæmum athugunum um svæðið í kringum svartholin. Í síðustu viku - 29. nóvember 2018 - tilkynnti Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) að stjörnufræðingar þess hafi notað nýtt tæki sem kallast GRAVITY til að fá betra útlit en nokkru sinni fyrr - í sjónljósi - inn í hjarta stjörnufræðinnar frægustu kvasara, fyrsta kvasarinn sem hefur fundist, kallaður3C 273.
Nýja verkið vargefin útþann 28. nóvember 2018, íritrýndtímaritNáttúran.
Þetta alþjóðlega teymi stjörnufræðinga gat fylgst með uppbyggingu gass sem hreyfist hratt í kringum miðju ofurmassaða svartholið sem talið er að knýi 3C 273. Áður en þetta nýja verk var unnið, var litlahornstærðþessa innra svæðis - stærð þess á hvelfingu himins okkar, lýst sem um sólkerfi okkar séð frá 2,5 milljarða fjarlægðljósár- hafði gert þessa athugun ómögulega.
Myndbandamyndin efst í þessari færslu reynir að koma einhverju frá þessari sögu með því að sýna þér fyrst optíska mynd af 3C273 (þú munt einnig sjá þessa mynd hér að neðan). Myndbandið fer síðan til áhrifa listamanns á umhverfi ofurmassins svarthols sem hugsað er að knýja þennan kvasar. Í teiknimyndinni sérðu dæmigerða íhluti sem taldir eru mynda ofurmassaðar svarthol: rykugan torus, mjög heitt, fallandi efni og efnisþotu sem kastaðist út á miklum hraða frá skautum svartholsins.
Síðan, í myndbandinu, sérðu hvað er nýtt hér: lýsing á snúningshvolfi, hugmynd listamanns um nýlegt verk stjörnufræðinga, sem gátu fengið upplýsingar um svokallaðabreiðlínusvæði, þar sem gasský snúast um svarthol 3C 273 í miðju.
Stjörnufræðingar geta enn ekki séð þetta svæði. En þeir geta greint sjónljós frá þessu svæði og smáatriðin sem þeir hafa fundið hafa leyft þeim að staðfesta massa svartholsins í miðju um 300 milljóna sólmassa. Það er í mótsögn við massa ofurvarnar svartholsins í miðju vetrarbrautar okkar eigin, sem er aðeins um 4 milljónir sólmassa.
Tungldagatal 2019 eru hér! Pantaðu þitt áður en það er farið. Gerir frábæra gjöf.
Ljósmynd af kvasar 3C273, fengin með Hubble geimsjónaukanum. Kvasarinn er í risa sporöskjulaga vetrarbraut í stjörnumerkinu Meyju í um 2,5 milljarða ljósára fjarlægð. Þetta var fyrsti kvasari sem til hefur verið greindur. Mynd í gegnum ESA/Hubble/NASA/MPE.
Tæknin sem þessir stjörnufræðingar nota er ekki ný en tækið sem tekur þátt í ferlinu er tiltölulega nýtt, tekið í notkun árið 2016. Tækið er kallaðGRAVITY, og stjörnufræðingar segja að það sé leyfilegt fyrir gríðarlegan hagnaðhornupplausn, það er ískýrleikasem við sjáum þennan mjög fjarlæga kvasar með.
Allir fjórir sjónaukarnir sem mynda Very Large Telescope (VLT) - staðsett ofan á Cerro Paranal í Chile - voru notaðir með GRAVITY tækinu til að gera nýju athuganirnar á 3C 273. Þessir sjónaukar sameinast saman umtruflunarfræði.
Stjörnufræðingarnir, sem voru notaðir með GRAVITY, sögðu að sjónarnir fjórir yrðu ígildi eins sjónauka með þvermál 427 fet (130 metrar eða um það bil einn og hálfur amerískur fótboltavöllur).
Loftmynd af athugunarpallinum efst á Cerro Paranal, með fjórum girðingum fyrir 8,2 metra (27 feta) einingarsjónauka (UTs) og ýmsar uppsetningar fyrir VLT millistigsmæli (VLTI).Lestu meira um þessa mynd í gegnum Wikimedia Commons.
Þannig að með þessum sjónauka og GRAVITY tækinu geta stjörnufræðingarnir nú séð betur í fjarlægt rými. Þannig hafa þeir aflað sér aldrei áður upplýsingar um miðsvæði quasar 3C 273.Eckhard SturmMPE er aðalhöfundur nýrrar rannsóknar. Sagði hann:
GRAVITY gerði okkur kleift að leysa svokallað „breiðlínusvæði“ í fyrsta skipti og fylgjast með hreyfingu gasskýja í kringum svartholið í miðju. Athuganir okkar sýna að gasskýin hvirfa um miðlæga svartholið.
Í yfirlýsingu stjörnufræðinga sagði:
Ítarlegar athuganir á kvasar 3C 273 með GRAVITY tækinu sýna uppbyggingu gass sem hreyfist hratt í kringum miðju ofursvarða svartholið, í fyrsta sinn sem hægt var að leysa svokallað „breiðlínusvæði“. Alþjóðlegu teymi stjörnufræðinga tókst þannig að mæla massa svartholsins með fordæmalausri nákvæmni. Þessi mæling staðfestir grundvallarforsendur þeirrar aðferðar sem oftast er notuð til að mæla massa miðlægra svarthola í fjarlægum kvasarum. Að rannsaka þessi svarthol og ákvarða massa þeirra er mikilvægur þáttur til að skilja þróun vetrarbrauta almennt.
Reinhard Genzel, yfirmaður innrauða rannsóknarhóps MPE, sagði:
Þetta er í fyrsta skipti sem við getumstaðbundin lausnog rannsakaðu nánasta umhverfi stórfellds svarthols fyrir utan vetrarbrautina okkar, Vetrarbrautina.
Svarthol eru forvitnilegir hlutir sem gera okkur kleift að rannsaka eðlisfræði við erfiðar aðstæður - og með GRAVITY getum við nú rannsakað þau bæði nær og fjær.
Hér er sýnd meginreglan rúmfræði breiðlínusvæða kvasarsins. Einstöku skýin dreifast í þykkan hring (grænt skyggða svæði) og snúast um svartholið í miðju. Mynd í gegnumNASA/GRAVITY samstarf.
Fyrir meira en 50 árum síðan,árið 1963, benti stjörnufræðingurinn Maarten Schmidt á þann fyrstahálfstjörnu hlutureða kvasar - þessi sami kvasari sem enn er rannsakaður í dag, 3C 273 - sem hlutur sem er afar fjarlægur og næstum óskiljanlega björt. Það var ljóst, jafnvel á sjötta áratugnum, að orkan sem kvasarar gefa frá sér er miklu meiri en í venjulegum vetrarbrautum eins og Vetrarbrautinni okkar og er ekki hægt að framleiða með reglulegum samrunaferlum í stjörnum.
Á áratugum síðan hafa fræðilegir stjörnufræðingar útskýrt þá kenningu að kvasarar fái orku sína frá ferlunum sem eiga sér stað nálægt ofurmassandi svartholum.
Athuganir eins og þessar nýlegu eftir Eckhard Sturm o.fl. ganga langt í að staðfesta starf fræðimanna. Og - vegna þess að vetrarbrautir eru grundvallaruppbygging alheimsins okkar, og þar sem nú er talið að ofurstór svarthol séu í hjarta flestra ef ekki allra stórra vetrarbrauta - vinnur verkið einnig áfram skilning stjörnufræðinga á þróun alls alheimsins.
Niðurstaða: Í fyrsta skipti hefur vísindamönnum tekist að fylgjast með hreyfingum gasskýja í kringum miðstórt ofursvarthol. Þetta tiltekna svarthol knýr hina frægu kvasar 3C 273.
Heimild: Rýmislega leyst snúningur á breiðlínusvæði quasar á undir-parsec mælikvarða