gov-civil-vilareal.ptEt dybt kig på en nærliggende galakses sorte hul afslører startpunktet for intergalaktiske stråler
>Det fantastiske Event Horizon Telescope har gjort det igen: Det har taget ekstraordinært billeder i høj opløsning af den nærliggende galakse Centaurus A, der afslører to stråler af materiale, der skyder væk fra det supermassive sorte hul i hjertet med en betydelig brøkdel af lysets hastighed.
Event Horizon Telescope er faktisk mange forskellige teleskoper rundt om i verden, der kan observere et objekt samtidigt, og derefter få deres data kombineret på en måde, der giver dem et teleskops løsningskraft i det væsentlige Jordens størrelse . Det giver det utroligt skarpe syn, svarende til at kunne se en skilling sidde på overfladen af Månen. Teleskopet har tidligere vist os skyggen af et supermassivt sort hul i galaksen M87, magnetfeltet i materialet, der hvirvler rundt om det, og også en stråle, der sprænger ud fra en fjern blazar.
Centaurus A er en elliptisk galakse lidt over 12 millioner lysår væk. Det er temmelig tæt på os på en galaktisk skala. Det er også det nærmeste aktiv galakse til os, et hvor det supermassive sorte hul i dets centrum aktivt smider stof ned og sprænger stråling ud.
Materiale falder ikke bare ned i et sort hul og - bloop! - forsvinde. Det samler sig i en disk omkring det sorte hul, som vand der hvirvler rundt om et afløb i et badekar. Friktion i det akkretionsdisk varmer materialet op til millioner af grader, og det lyser voldsomt og udsender lys fra radiobølger op til gammastråler. Det gør midten af galaksen meget lysende, men i tilfælde af Centaurus A blokerer et tykt støvbånd omkring galaksenes midte meget af den stråling.
Centaurus A (øverst til venstre) er en elliptisk galakse med et supermassivt sort hul i midten, der sprænger stofstråler ud. Forskellige teleskoper gør det muligt for astronomer at zoome ind (øverst og midt til højre) på de indre dele af jetflyene, hvor billedet Event Horizon Telescope (nederst til højre) viser detaljer, der aldrig før er set. Kredit: Radboud University; CSIRO/ATNF/I.Feain et al., R.Morganti et al., N.Junkes et al .; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al .; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al .; TANAMI/C. Mueller et al .; EHT/M. Janssen et al.
I mange sådanne galakser bliver et magnetfelt pakket ind i disken, hvilket skaber to hvirvler som kosmiske tornadoer, der kan trække materiale op og væk fra disken, accelerere det til ekstremt høje hastigheder og sende det ud i rummet. I Centaurus A kaldes disse bjælker jetfly af astronomer, bevæger sig med hastigheder op til 40% lysets hastighed. De er så kraftfulde, at de forlader galaksen helt og strækker sig i hundredtusinder af lysår.
Fysikken i, hvordan disse stråler er fokuseret og skudt væk, er ikke godt forstået, hvorfor astronomer er meget ivrige efter at se sådanne galaksers centre i detaljer. Og det er, hvad Event Horizon Telescope giver.
De to jetfly kan ses ... selvom de ligner fire jetfly. Det er en slags mirage. Bjælkerne er faktisk kegler, og de er lysere på kanten: Når vi ser på midten af en stråle, ser vi ikke lige så meget materiale igennem, som når vi ser mod kanten, så det ser svagere ud. Det er meget som at se på en sæbeboble og se det som en tynd cirkel rundt om kanten. Dette er en meget almindelig effekt i astronomiske objekter, der er hule i midten.
Tynde sfæriske skaller af materiale i rummet kan ligne ringe, fordi vi ser mere materiale nær deres kanter end gennem midten, hvilket gør kanten lys og den midterste dæmpere. Kredit: Phil Plait
Strålen til venstre peger mere eller mindre mod os, og den til højre peges væk. Den, der pegede mod os, ser lysere ud på grund af en effekt kaldet relativistisk stråling . Det er kompliceret, men når noget bevæger sig nær lysets hastighed, har det lys, det udsender, en tendens til at blive strålet i den retning, det bevæger sig. Strålen rettet mod os har sit lys sendt mere mod os, så det ser lysere ud, og det, der er rettet væk, har sit lys fokuseret i en retning væk fra os, så det ser svagere ud.
Event Horizon Telescope -billedet af jetflyene i Centaurus A angiver placeringen af det usynlige supermassive sorte hul (pil), motoren der driver fænomenet. Kredit: EHT/M. Janssen et al., Kommenteret af Phil Plait
hvad er filmpølsefesten vurderet
Omhyggelig undersøgelse af jetens geometri angiver placeringen af det ellers usynlige centrale supermassive sorte hul i Centaurus A, som er nødvendig for at forstå, hvordan det sender jetflyene. En konklusion astronomer har draget heraf er, at strålerne i Centaurus A ligner dem meget set i den enorme elliptiske galakse M87, teleskopets tidligere mål.
Sorte huller i alle størrelser kan skyde jetfly - fra dem et par gange Solens masse op til adskillelser med milliarder af solmasser - og nogle jetegenskaber skaleres med sorte hulmassen. Det sorte hul i Centaurus A er omkring 55 millioner gange solens masse, lige midt i dette område, og strålerne ser ud til at følge den samme regel. Det er et vigtigt fingerpeg om, hvordan alt dette fungerer.
Centaurus A er en elliptisk galakse med en bred støvring omkring midten (muligvis på grund af en kollision for nylig med en anden galakse), og dens centrale sorte hul lancerer stofstråler, der strækker sig i hundredtusinder af lysår. Event Horizon Telescope viser det centrale område i enestående detaljer. Kredit: Radboud University; ESO/WFI; MPIfR/ESO/APEX/A. Weiss et al .; NASA/CXC/CfA/R. Kraft et al .; EHT/M. Janssen et al.
Disse billeder er et kæmpe spring i opløsning, 16 gange bedre end nogen tidligere taget. Men selv højere opløsninger er stadig mulige, zoomer lige ind på det sorte hul og muligvis afslører dens skygge , ligesom Event Horizon Telescope gjorde med M87. Det vil hjælpe astronomer med at lære meget mere, ligesom hvor kraftige magnetfelterne er i nærheden af det sorte hul, hvad der sker lige ved bunden af strålen, hvor det accelereres, hvor meget gas der omgiver det sorte hul (både i disken og bare i volumen omkring det).
Alligevel ser disse billeder funktioner helt ned til 15 milliarder km på tværs, mindre end dobbelt så stor som Neptuns bane! Husk, Centaurus A er 120 millioner billioner kilometer fra os , så det er utroligt.
Jeg vil bemærke, at alle disse data blev opnået på kun cirka 105 minutter efter at have observeret midten af galaksen. Det er en forbløffende præstation, og viser, at der stadig er meget mere at vente. Mange astronomer håber, at vi snart får observationer af det supermassive sorte hul i vores egen galakse.
Det er faktisk svært at gøre af forskellige årsager (for eksempel bevæger materialet sig hurtigt og lysstyrken ændres på korte tidsskalaer, hvilket gør disse observationer svære), men hver gang jeg ser nye billeder som disse, gør det mig endnu mere ivrig efter at se vores egne lokale monster. Forhåbentlig snart!
