Θυμάστε εκείνη την εκπληκτική «πρώτη εικόνα» της μαύρης τρύπας Τοξότης A* (Sgr A) στην καρδιά του Γαλαξία; Λοιπόν, αυτό μπορεί να μην είναι απολύτως ακριβές, σύμφωνα με ερευνητές στο Εθνικό Αστρονομικό Παρατηρητήριο της Ιαπωνίας (NAOJ).
Αντίθετα, ο δίσκος προσαύξησης γύρω από τον Τοξότη Α* μπορεί να είναι πιο επιμήκης, παρά το κυκλικό σχήμα που είδαμε για πρώτη φορά το 2022.
Οι επιστήμονες στο NAOJ εφάρμοσαν διαφορετικές μεθόδους ανάλυσης σε δεδομένα Sgr A* που καταγράφηκαν για πρώτη φορά από την ομάδα του τηλεσκοπίου Event Horizon (EHT). Τα δεδομένα EHT προήλθαν από ένα δίκτυο οκτώ επίγειων ραδιοτηλεσκοπίων. Η αρχική ανάλυση έδειξε μια φωτεινή δακτυλιοειδή δομή που περιβάλλει μια σκοτεινή κεντρική περιοχή.
Η εκ νέου ανάλυση που καταλήγει σε διαφορετικό σχήμα δείχνει κάτι σχετικά με τις κινήσεις και την κατανομή της ύλης στο δίσκο.
Για να είμαστε δίκαιοι και για τις δύο ομάδες, τα δεδομένα ραδιοσυμβολομετρίας είναι πολύ περίπλοκα στην ανάλυση. Σύμφωνα με τον αστρονόμο του NAOJ Miyoshi Mikato, η στρογγυλεμένη εμφάνιση μπορεί να οφείλεται στον τρόπο που δημιουργήθηκε η εικόνα.
«Υποθέτουμε ότι η δακτυλιοειδής εικόνα προέκυψε από σφάλματα κατά την ανάλυση απεικόνισης στο EHT και ότι αυτό το τμήμα της ήταν ένα τεχνούργημα, όχι η πραγματική αστρονομική δομή», πρότεινε ο Miyoshi.
Εξήγηση της εμφάνισης μιας μαύρης τρύπας
Λοιπόν, πώς μοιάζει το Archer A* στην επανάλυση του NAOJ;
«Η εικόνα μας είναι ελαφρώς τεντωμένη στην κατεύθυνση ανατολής-δύσης και το ανατολικό μισό είναι πιο φωτεινό από το δυτικό μισό», είπε ο Miyoshi.
«Πιστεύουμε ότι αυτή η εμφάνιση σημαίνει ότι ο δίσκος προσαύξησης που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα περιστρέφεται με περίπου 60 τοις εκατό της ταχύτητας του φωτός».
Ο δίσκος προσαύξησης είναι γεμάτος με εξαιρετικά καυτό υλικό, «κυκλώνοντας την αποχέτευση» σαν να λέγαμε, ρέοντας στη μαύρη τρύπα 4 εκατομμυρίων ηλιακής μάζας. Καθώς περιστρέφεται μέσω του δίσκου προσαύξησης, η τριβή και η δράση των μαγνητικών πεδίων θερμαίνουν το υλικό. Αυτό το κάνει να λάμπει, κυρίως σε ακτίνες Χ και ορατό φως, καθώς και να εκπέμπει ραδιοφωνικές εκπομπές.
Διάφοροι παράγοντες επηρεάζουν επίσης το σχήμα του δίσκου προσαύξησης, συμπεριλαμβανομένης της περιστροφής της ίδιας της μαύρης τρύπας. Επιπλέον, ο ρυθμός προσαύξησης (δηλαδή πόση ύλη πέφτει στο δίσκο), καθώς και η γωνιακή ορμή της ύλης, όλα επηρεάζουν το σχήμα.
Η βαρυτική δύναμη της μαύρης τρύπας παραμορφώνει επίσης την άποψή μας για τον δίσκο προσαύξησης. Αυτός ο τύπος παραμόρφωσης “mirror fun” καθιστά πολύ δύσκολη τη φωτογραφία. Όπως αποδεικνύεται, είτε η άποψη του πραγματικού σχήματος του δίσκου – η αρχική κυκλική όψη του EHT είτε η επιμήκης όψη του NAOJ – μπορεί να είναι ακριβής.
Γιατί λοιπόν οι διαφορετικές απόψεις για τις μαύρες τρύπες;
Πώς έφτασαν οι ομάδες σε δύο ελαφρώς διαφορετικές απόψεις του Τοξότη Α* χρησιμοποιώντας τα ίδια δεδομένα;
«Κανένα τηλεσκόπιο δεν μπορεί να συλλάβει τέλεια μια αστρονομική εικόνα», σημείωσε ο Miyoshi. Για τις παρατηρήσεις EHT, αποδεικνύεται ότι τα συμβολομετρικά δεδομένα από ευρέως συσχετισμένα τηλεσκόπια μπορεί να περιέχουν κενά. Κατά την ανάλυση δεδομένων, οι επιστήμονες πρέπει να χρησιμοποιήσουν ειδικές τεχνικές για να δημιουργήσουν μια πλήρη εικόνα. Αυτό έκανε η ομάδα EHT, με αποτέλεσμα την εικόνα της «στρογγυλεμένης μαύρης τρύπας».
Η ομάδα του Miyoshi δημοσίευσε μια εργασία που περιγράφει τα ευρήματά της. Σε αυτό, προτείνουν ότι η σπειροειδής δομή στην εικόνα EHT του 2022 είναι ένα τεχνούργημα που προκαλείται από τη συνάρτηση εξάπλωσης ανώμαλου σημείου (PSF) των δεδομένων EHT.
Το PSF περιγράφει πώς ένα σύστημα απεικόνισης αλληλεπιδρά με μια σημειακή πηγή στην περιοχή που εξετάζει. Βοηθά να δείξουμε πόσο θαμπάδα προκαλείται από ατέλειες στα οπτικά (ή σε αυτήν την περίπτωση, κενά στα συμβολομετρικά δεδομένα). Είχε δηλαδή προβλήματα να «συμπληρώσει» τα κενά.
Η ομάδα του NAOJ ανέλυσε εκ νέου τα δεδομένα και χρησιμοποίησε μια διαφορετική μέθοδο χαρτογράφησης για να συμπληρώσει τα κενά δεδομένων. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα ένα επίμηκες σχήμα για τον δίσκο προσαύξησης Sgr A*.
Ο μισός δίσκος είναι πιο φωτεινός και υποδηλώνουν ότι αυτό οφείλεται στη βελτίωση Doppler καθώς ο δίσκος περιστρέφεται γρήγορα. Προτείνουν ότι τα δεδομένα που αναλύθηκαν πρόσφατα και η εκτεταμένη εικόνα δείχνουν μέρος του δίσκου που βρίσκεται μερικές ακτίνες Schwarzschild μακριά από τη μαύρη τρύπα, περιστρέφεται πολύ γρήγορα και μπορεί να φανεί από γωνία 40°-45°.
Τι ακολουθεί;
Αυτή η εκ νέου ανάλυση θα συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση του πραγματικού σχήματος του δίσκου προσαύξησης Sgr A*. Η μελέτη EHT του Τοξότη Α* που οδήγησε στην απελευθέρωση της εικόνας το 2022 ήταν η πρώτη λεπτομερής προσπάθεια χαρτογράφησης της περιοχής που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα.
ο Η Κοινοπραξία EHT εργάζεται για βελτιώσεις Για την παραγωγή καλύτερων και πιο λεπτομερών συμβολομετρικών εικόνων αυτής και άλλων μαύρων οπών. Τελικά, αυτό θα πρέπει να οδηγήσει σε πιο ακριβείς απόψεις.
Οι επακόλουθες μελέτες θα συμβάλουν στην κάλυψη τυχόν κενών στις παρατηρήσεις του δίσκου προσαύξησης. Επιπλέον, λεπτομερείς μελέτες του κοντινού περιβάλλοντος γύρω από τη μαύρη τρύπα θα πρέπει να δώσουν περισσότερες ενδείξεις για τη μαύρη τρύπα που κρύβεται μέσα στο δίσκο.
Αυτό το άρθρο δημοσιεύτηκε αρχικά από Το σύμπαν σήμερα. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
“Ερασιτέχνης διοργανωτής. Εξαιρετικά ταπεινός web maven. Ειδικός κοινωνικών μέσων Wannabe. Δημιουργός. Thinker.”