Resim kredisi: ESO
Bir gökbilimci ekibi, normal bir yıldızın Samanyolu Gökadamızın merkezinde gizlenen süper kütleli kara delikle yakın bir geçiş yaptığını fark etti. En yakın yaklaşımda, yıldız kara delikten sadece 17 ışık saati uzaktaydı (Güneş'in Plüton'a olan mesafesinin üç katı). Bölgenin görüntüleri, Avrupa Güney Gözlemevi'nin Paranal Gözlemevi'ndeki adaptif optik sistemi kullanılarak 10 yıl boyunca toplandı.
Max-Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü'ndeki (MPE) araştırmacıların liderliğindeki uluslararası bir gökbilimciler ekibi [2], Samanyolu Gökadası'nın merkezindeki süper kütleli kara deliğin etrafında dönen normalde başka bir yıldız gözlemledi.
ESO Paranal Gözlemevi'nde 8,2 m'lik VLT YEPUN teleskopunda Adaptif Optik (AO) NAOS-CONICA (NACO) aleti [3] tarafından elde edilen on yıllık özenli ölçümler bir dizi benzersiz görüntü ile taçlandırılmıştır. Bu yılın başlarında yıldızın merkezi Kara Deliğe 17 ışık saatine yaklaştığı ortaya çıktı - Güneş ve Plüton gezegeni arasındaki mesafenin sadece üç katı - 5000 km / sn'den daha az olmayan bir yolculukta.
Samanyolu'nun merkezine yakın yıldızların hızlarının ve bu alandan değişken X-ışını emisyonunun önceki ölçümleri, ev galaksimizdeki merkezi bir Kara Delik'in varlığına ve dolaylı olarak karanlık kütlenin varlığına dair en güçlü kanıtları sağlamıştır. diğer galaksilerin birçok çekirdeğinde görülen konsantrasyonlar muhtemelen süper kütleli karadeliklerdir. Ancak, birkaç alternatif yapılandırmayı hariç tutmak henüz mümkün olmamıştır.
17 Ekim 2002'de Nature araştırma dergisinde yer alan kapsamlı bir makalede, mevcut ekip heyecan verici sonuçlarını, “S2” olarak adlandırılan bir yıldızın yörüngesinin üçte ikisini izlemeye izin veren yüksek çözünürlüklü görüntüler de dahil olmak üzere rapor ediyor. Şu anda kompakt telsiz kaynağına ve Samanyolu'nun tam merkezinde büyük kara delik adayı “SgrA *” (“Yay A”) için en yakın gözlemlenebilir yıldızdır. Yörünge dönemi 15 yıldan biraz fazladır.
Yeni ölçümler, merkezi karanlık kütlenin alışılmadık yıldızlardan veya temel parçacıklardan oluşan bir kümeden oluştuğunu yüksek bir şekilde dışlıyor ve içinde yaşadığımız galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik olduğundan şüphelenmiyor.
Kuasarlar ve Kara Delikler
1963'te kuasarların (yarı yıldız radyo kaynakları) keşfinden bu yana, astrofizikçiler Evrendeki bu en parlak nesnelerde enerji üretiminin bir açıklamasını aradılar. Kuasarlar galaksilerin merkezlerinde bulunur ve bu nesneler tarafından yayılan muazzam enerjinin, süper kütleli bir Kara Delik'e düşmesi, materyalin sonsuza kadar (fizik terminolojisinde) kaybolmadan önce yoğun radyasyon yoluyla yerçekimi enerjisi salması nedeniyle olduğuna inanılmaktadır. “Olay ufkunun ötesine geçer” [4]).
Kuasarların ve diğer aktif galaksilerin müthiş enerji üretimini açıklamak için, Güneş kütlesinin bir milyon ila birkaç milyar katı kütleli kara deliklerin varlığını varsaymak gerekir. Son yıllarda, merkez bölgelerindeki karanlık kütle konsantrasyonlarının tespiti de dahil olmak üzere, kuasarlar ve diğer galaksiler için yukarıdaki “biriken kara delik” modelini desteklemek için çok fazla kanıt birikmektedir.
Bununla birlikte, kesin bir kanıt, merkezi kütle konsantrasyonunun diğer olası, kara deliksiz konfigürasyonlarının hariç tutulmasını gerektirir. Bunun için, merkezi nesneye çok yakın olan yerçekimi alanının şeklini belirlemek zorunludur - ve şu anda mevcut olan teleskopların teknolojik sınırlamaları nedeniyle uzak kuasarlar için bu mümkün değildir.
Samanyolu'nun merkezi
Samanyolu galaksimizin merkezi güney konstrüksiyon Yayında (Okçu) bulunur ve “sadece” 26.000 ışıkyılı uzaklıktadır [5]. Yüksek çözünürlüklü görüntülerde, bir ışık yılı genişliğinde merkezi bölgede binlerce bireysel yıldızı ayırt etmek mümkündür (bu, güneş sistemine en yakın yıldız olan “Proxima Centauri” mesafesinin yaklaşık dörtte birine karşılık gelir) .
Yerçekimi alanını incelemek için bu yıldızların hareketlerini kullanarak, ESO La Silla Gözlemevinde (ve daha sonra 10 metrelik Keck teleskopunda, Hawaii, ABD) 3.5 m Yeni Teknoloji Teleskopu (NTT) ile gözlemler son on yıl, Güneş'inkinden yaklaşık 3 milyon kat daha büyük bir kütlenin, merkezdeki kompakt radyo ve X-ışını kaynağından SgrA * (“Yay A”) sadece 10 ışık günü [5] yarıçapında yoğunlaştığını göstermiştir. yıldız kümesi.
Bu, SgrA *'nın varsayılan kara deliğin en olası karşılığı olduğu ve aynı zamanda Galaktik Merkezi bu tür süper kütleli kara deliklerin varlığı için en iyi kanıt haline getirdiği anlamına gelir. Bununla birlikte, daha önceki bu araştırmalar, kara delik olmayan diğer konfigürasyonları hariç tutamadı.
“Kara delik dışında herhangi bir konfigürasyonun mümkün olup olmadığı sorununu çözmek için daha keskin görüntülere ihtiyacımız vardı ve bunları sağlamak için ESO VLT teleskopuna güveniyorduk” diyor Max-Planck Dünya Dışı Fizik Enstitüsü Direktörü Reinhard Genzel ( MPE) Münih (Almanya) yakınındaki Garching'de ve mevcut ekibin üyesi. “Enstitümüz, Max-Planck Astronomi Enstitüsü (MPIA: Heidelberg, Almanya), ESO ve Paris-Meudon ve Grenoble Gözlemevleri (Fransa) arasında yakın bir işbirliği içinde inşa edilen yeni NAOS-CONICA (NACO) enstrümanı, bu belirleyici adımı ileriye taşımak için neye ihtiyacımız vardı ”.
Samanyolu merkezinin NACO gözlemleri
Yeni NACO cihazı [3] VLT 8.2-m YEPUN teleskopuna 2001 sonlarında kuruldu. Zaten ilk testler sırasında, bazıları daha önceki ESO basın bültenlerine konu olan birçok etkileyici görüntü üretti [6].
Köln Üniversitesi'nden Andreas Eckart, “Bu yıl NACO ile yapılan ilk gözlemler bize Samanyolu Merkezi'nin şimdiye kadar çekilmiş en keskin ve 'en derin' görüntülerini verdi, bu alanda çok sayıda yıldız çok ayrıntılı bir şekilde gösterdi” dedi. uluslararası ekibin başkanlığını Rainer Sch? del, Thomas Ott ve Reinhard Genzel başkanlık ediyor. “Ama yine de bu verilerin harika sonucu bizi çok şaşırtacaktı!”
Kızılötesi görüntülerini yüksek çözünürlüklü radyo verileriyle birleştiren ekip, on yıllık bir süre zarfında, kompakt radyo kaynağı SgrA * ile ilgili olarak merkezi alanda yaklaşık bin yıldızın çok doğru pozisyonlarını belirleyebildi, PR Fotoğrafına bakın 23c / 02.
“Mayıs 2002'deki analizimize en son NACO verilerini dahil ettiğimizde gözlerimize inanamadık. Şu anda SgrA * 'ya en yakın olan S2 yıldızı, radyo kaynağının yakınında hızlı bir şekilde hareket etti. Aniden, aslında merkezi kara deliğin etrafındaki yörüngedeki bir yıldızın hareketine tanık olduğumuzu fark ettik ve bu gizemli nesneye inanılmaz derecede yaklaştık ”diyor, şu anda doktora tezinde MPE ekibinde çalışan çok mutlu bir Thomas Ott. .
Orta kara deliğin etrafında yörüngede
Böyle bir olay kaydedilmedi. Bu benzersiz veriler, S2'nin bir odakta SgrA * ile eliptik bir yörünge boyunca hareket ettiğini açıkça göstermektedir, yani S2, Dünya'nın Güneş'in yörüngesinde olduğu gibi SgrA * yörüngesindedir. PR Fotoğraf 23c / 02'nin sağ panelinde.
Üstün veriler aynı zamanda yörünge parametrelerinin (şekil, boyut vb.) Kesin olarak belirlenmesini sağlar. S2'nin 2002 baharında SgrA * 'ya en yakın mesafesine ulaştığı ortaya çıktı, bu sırada radyo kaynağından sadece 17 ışık saati [5] uzakta ya da Sun-Pluto mesafesinin sadece 3 katı. Daha sonra 5000 km / s'den fazla veya Güneş'in yörüngesinde Dünya'nın hızının yaklaşık iki yüz katı hareket ediyordu. Yörünge dönemi 15.2 yıldır. Yörünge oldukça uzundur - eksantriklik 0,87'dir - bu, S2'nin en uzak yörünge noktasında merkezi kütleden yaklaşık 10 ışık günü uzaklıkta olduğunu gösterir [7].
“Artık SgrA * 'nın gerçekten varlığını bildiğimiz merkezi karanlık kütlenin yeri olduğunu kesin olarak gösterebiliyoruz. Daha da önemlisi, yeni verilerimiz, bu milyonlarca güneş kütlesinin içinde bulunduğu hacmin birkaç bin katına kadar “küçüldü”, diyor MPE'de doktora öğrencisi ve aynı zamanda çıkan makalenin ilk yazarı Rainer Sch? Del.
Aslında, model hesaplamaları şimdi Samanyolu'nun merkezindeki Kara Delik kütlesinin en iyi tahmininin 2.6 olduğunu gösteriyor? Güneş kütlesinin 0.2 milyon katı.
Başka olasılık yok
Nature makalesinde sunulan ayrıntılı analize göre, nötron yıldızlarının çok kompakt kümeleri, yıldız boyutlu kara delikler veya düşük kütle yıldızları veya hatta bir putative ağır nötrino topu gibi daha önce mümkün olan diğer konfigürasyonlar artık kesin olarak hariç tutulabilir.
Hala geçerli olan kara delik olmayan konfigürasyon, bir kara deliğe çok benzeyen, bozon denilen ağır temel parçacıkların varsayımsal bir yıldızıdır. “Ancak” diyor Reinhard Genzel, “böyle bir bozon yıldızı prensipte mümkün olsa bile, yine de hızla süper kütleli bir kara deliğe düşecekti, bu yüzden davayı hemen taklit ettik!”
Sonraki gözlemler
“Çoğu astrofizikçi, yeni verilerin Samanyolu'nun merkezinde süper kütleli bir kara deliğin var olduğuna dair zorlayıcı kanıtlar sağladığını kabul edecekti. Bu, diğer birçok galaksinin merkezinde tespit edilen muazzam karanlık kütle konsantrasyonu için süper kütleli kara delik yorumunu daha da olası hale getiriyor ”diyor ESO VLT Program Bilim Adamı Alvio Renzini.
Peki ne yapılması gerekiyor? Bir sonraki büyük görev, bu süper kütleli kara deliklerin ne zaman ve nasıl oluştuğunu ve neredeyse her büyük galaksinin neden bir tane içerdiğini anlamaktır. Merkezi karadeliklerin ve ev sahibi galaksilerin kendilerinin oluşumu giderek artan bir şekilde sadece bir sorun ve aynı gibi görünmektedir. Gerçekten de, VLT'nin önümüzdeki birkaç yıl içinde çözmesi gereken olağanüstü zorluklardan biri.
VLT İnterferometre (VLTI) ve Büyük Binoküler Teleskop (LBT) 'de enstrümanlarla interferometrik gözlemlerin gelmesinin de bu heyecan verici araştırma alanında başka bir dev sıçramaya neden olacağından şüphe yoktur.
Andreas Eckart iyimser: “Belki de önümüzdeki birkaç yıl içinde X-ışını ve radyo gözlemleriyle olay ufkunun varlığını doğrudan göstermek bile mümkün olacak.”
Orijinal Kaynak: ESO Haber Bülteni
