Astronomii decodifică, în sfârșit, secretele din interiorul găurii negre supermasive din galaxia noastră

Sagittarius A*, gaura neagră din centrul Căii Lactee, este invizibilă. Dar imaginea dezvăluită în acest an cu plasma învolburate din jurul marginilor sale va contribui la dezvăluirea mai multor informații despre istoria și evoluția galaxiei.

Imaginea arată o pată portocalie, în formă de gogoașă, care seamănă remarcabil de mult cu fotografia anterioară a găurii negre din centrul galaxiei Messier 87. Dar gaura neagră din Calea Lactee, Sagittarius A*, este de fapt mult mai mică decât prima și a fost mai greu de observat, din cauza discului cețos al galaxiei noastre.

• Iată cum o simplă cană cu ceai poate deveni un detector de particule!
• Pentru prima dată în istorie, astronomii au fotografiat îndeaproape o stea din afara galaxiei Calea Lactee

Astfel, deși observațiile găurii negre au fost efectuate în același timp cu cele ale lui M87, a fost nevoie de încă trei ani pentru a crea imaginea. Pentru a face acest lucru a fost nevoie de o colaborare internațională între sute de astronomi, ingineri și informaticieni și de dezvoltarea unor algoritmi computerizați sofisticați pentru a reconstitui imaginea din datele brute.

Aceste „fotografii” nu arată, desigur, în mod direct o gaură neagră, definită ca fiind regiunea spațială din interiorul unei bariere fără întoarcere cunoscută sub numele de orizontul evenimentelor.

Ele înregistrează de fapt porțiuni din clătita plată de plasmă fierbinte care se învârte în jurul găurii negre la viteze mari în ceea ce se numește disc de acreție.

De ce a fost Sagittarius A* greu de observat?

Plasma este compusă din particule încărcate de mare energie. Pe măsură ce plasma se rotește în spirală în jurul găurii negre, particulele sale accelerate emit unde radio. Inelul portocaliu neclar care se vede în imagini este o reconstrucție elaborată a acestor unde radio captate de opt telescoape împrăștiate în jurul Pământului, cunoscute colectiv sub numele de Event Horizon Telescope (EHT).

Cea mai recentă imagine spune povestea călătoriei epice a undelor radio din centrul Căii Lactee, oferind detalii fără precedent despre Sagittarius A*.

Imaginea constituie, de asemenea, ,,una dintre cele mai importante dovezi vizuale ale relativității generale”, cea mai bună teorie actuală a gravitației, spune Sera Markoff, astrofizician la Universitatea din Amsterdam și membru al colaborării EHT.

Studierea găurilor negre supermasive precum Sagittarius A* va ajuta oamenii de știință să afle mai multe despre modul în care galaxiile evoluează în timp și despre modul în care acestea se adună în grupuri vaste din întregul Univers.

Sagittarius A* este de 1.600 de ori mai mică decât gaura neagră din Messier 87, care a fost imaginată în 2019, și este, de asemenea, de aproximativ 2.100 de ori mai aproape de Pământ.

Găurile negre supermasive dezvăluie modul în care galaxiile evoluează

Asta înseamnă că cele două găuri negre par să aibă aproximativ aceeași dimensiune pe cer.

Centrul galaxiei noastre se află la o distanță de 26.000 de ani lumină de noi, astfel încât undele radio colectate pentru a crea această imagine au fost emise în perioada în care a fost construită una dintre cele mai vechi așezări umane permanente cunoscute. Călătoria undelor radio a început atunci când acestea au fost emise pentru prima dată de particulele din discul de acreție al găurii negre, scrie Inverse.

Cu o lungime de undă de aproximativ 1 mm, radiațiile au călătorit spre Pământ relativ netulburate de gazul și praful galactic care au intervenit. Dacă lungimea de undă ar fi fost mult mai scurtă, precum lumina vizibilă, undele radio ar fi fost împrăștiate de praf. Dacă lungimea de undă ar fi fost mult mai mare, undele ar fi fost curbate de norii încărcați de plasmă, distorsionând imaginea.

În cele din urmă, după călătoria de 26.000 de ani, undele radio au fost captate și înregistrate în radioobservatoarele distribuite pe întreaga noastră planetă.

Ce este orizontul de evenimente?

Distanța geografică mare dintre observatoare a fost esențială – aceasta a permis consorțiului de cercetători să detecteze diferențe extrem de subtile între undele radio colectate în fiecare loc printr-un proces numit interferometrie.

Aceste mici diferențe sunt folosite pentru a deduce diferențele minuscule în distanța parcursă de fiecare undă radio de la sursa sa. Folosind algoritmi computerizați, cercetătorii au reușit să decodifice diferențele de lungime a traseului undelor radio pentru a reconstrui forma obiectului care le-a emis.

Cercetătorii au pus toate acestea într-o imagine cu culori false, în care portocaliul reprezintă undele radio de intensitate mare, iar negrul reprezintă undele de intensitate mică.

Imaginea ajută la dezvăluirea mai multor informații despre orizontul de evenimente al găurii negre – cel mai apropiat punct până la care ceva se poate apropia de gaura neagră fără a fi aspirat. Dincolo de orizontul evenimentelor, nici măcar lumina nu poate scăpa.

Vă recomandăm să mai citiți și:

O pâlpâire din întuneric dezvăluie indicii despre Sagittarius A*, gaura neagră din centrul galaxiei

Prima fotografie cu Sagittarius A*, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre

Cum sună Sagittarius A*, gaura neagră supermasivă din centrul galaxiei noastre?

Astronomii au găsit o gaură neagră monstruoasă chiar în vecinătatea noastră cosmică