Mengintip ke dalam Jantung Gelap Tersembunyi Galaxy kami

Setiap galaksi besar di alam semesta tampak menyembunyikan hati gelap misterius. Bahkan galaksi Milky Way Galaxy kami yang luas dan bersinar berada di pusatnya yang penuh rahasia, sebuah kegelapan yang rakus – sebuah lubang hitam supermasif yang beratnya jutaan kali lebih banyak daripada Matahari kita. Namun, penghuni Galaxy kami yang goblok itu lemah jika dibandingkan dengan yang lain dari jenisnya yang aneh. Memang, beberapa makhluk supermasif yang menghantui hati tersembunyi dari host galaksi mereka dapat menimbang sebanyak milyaran kali massa matahari. Lubang hitam supermasif Bima Sakti kami diberi nama Sagitarius A * atau Sgr A *, untuk pendek (diucapkan Saj-A-Star), dan itu adalah lubang hitam tua yang damai sekarang, tidur dengan tenang hampir sepanjang waktu – kecuali ketika ada potongan lezat dari beberapa orang spaghettified bintang atau awan gas terkutuk berjalan terlalu dekat dengan mawanya yang menunggu. Pada saat itu, Sgr A * terbangun untuk satu momen bersinar singkat untuk makan dengan rakus dan sembrono pada perjamuan yang menjijikkan ini.

Dalam astrofisika, istilahnya spaghettification mengacu pada peregangan vertikal dan kompresi horizontal benda-benda menjadi bentuk-bentuk tipis panjang di medan gravitasi yang sangat kuat dan homogen – memberikan benda-benda yang tidak menguntungkan ini bentuk spageti-jenis.

Pada Mei 2018, sebuah tim astronom mengumumkan bahwa mereka telah menggunakan sejumlah teleskop global, termasuk Jalan AtacamaPencari Eksperimen (APEX), untuk mengintip makhluk buas yang mengintai di jantung Bima Sakti kita. Studi baru ini mengungkapkan rincian terbaik yang dikumpulkan sejauh ini horizon peristiwa timbangan di pusat galaksi kita. Itu horizon peristiwa dari lubang hitam adalah titik yang ditakuti tidak dapat kembali dari mana tidak ada apa-apa, tidak ada, tidak ada apa-apa– Bahkan cahaya – dapat melarikan diri dari cengkeraman gravitasi binatang, dan ditakdirkan untuk ditelan.

PUNCAK adalah teleskop radio 5.100 meter di atas permukaan laut di Observatorium Llano de Chajntor terletak di gurun Atacama di Chile utara. Teleskop radio 12 meter ini telah dilengkapi dengan peralatan khusus termasuk perekam bandwidth lebar dan jam maser hidrogen stabil untuk tujuan melakukan operasi bersama. inteferometri pengamatan dengan teleskop lain pada panjang gelombang pendek. Tujuan dari pengamatan ini adalah untuk mendapatkan bayangan bayangan hitam tersembunyi yang terbaik yang pernah ada. Tambahan dari PUNCAK ke Event Horizon Telescope (EHT), yang hingga saat ini hanya terdiri dari antena di belahan bumi utara, mampu mengungkap dalam detail baru dan belum pernah terjadi sebelumnya, struktur rahasia yang lama tertutup. Sgr A *. Resolusi sudut yang sangat ditingkatkan yang disediakan oleh PUNCAK teleskop sekarang dapat menunjukkan rincian panjang tersembunyi dari asimetris dan tidak struktur sumber seperti titik, sekecil 36 juta kilometer. Ini sesuai dengan dimensi yang tiga kali lebih besar dari ukuran masih hipotetis dari makhluk supermasif supermasif penduduk Galaxy yang galau.

Tim astronom sedang mencari grail suci yang akhirnya akan membuktikan Albert Einstein Teori Relativitas Umum (1915) – yaitu untuk memperoleh bayangan langsung dari bayangan lubang hitam. Pencarian mereka untuk menemukan bayangan yang sulit dipahami ini sangat dibantu dengan menggabungkan teleskop radio yang tersebar di seluruh Bumi menggunakan teknik yang disebut Interferometri Dasar Sangat Panjang (VLBI). Teleskop yang berpartisipasi dalam pencarian ini terletak di ketinggian tinggi – untuk meminimalkan gangguan yang disebabkan oleh atmosfer planet kita – dan juga terletak di lokasi terpencil dengan langit yang cerah. Hal ini memungkinkan para astronom untuk mengamati sumber radio rahasia rahasia yang mengungkapkan keberadaan misterius Sgr A * bersembunyi di dalam kegelapan Bima Sakti kita.

Makhluk supermasif

Itu lubang hitam supermasif, yang menghantui hati galaksi besar, dapat menimbang jutaan hingga miliaran kali lebih banyak dari Matahari kita. Namun, lubang hitam dalam ukuran apa pun dapat dijelaskan hanya oleh tiga sifat: muatan listrik, putaran (momentum sudut), dan massa. Selain makhluk gravitasi supermasif, ada juga lubang hitam "hanya" massa bintang, yang lahir ketika bintang sangat masif telah berhasil membakar semua bahan bakar nuklirnya yang diperlukan, dan telah mencapai akhir yang mengerikan dari bintang yang panjang itu. jalan ketika mengandung inti besi. Pada titik itu, bintang masif runtuh dalam kemarahan yang berapi-api dari amukan supernova yang menghasilkan bintang yang dahulu menjadi lubang hitam massa bintang. Setelah lubang hitam massa bintang telah terbentuk dari reruntuhan bintang progenitor masifnya, ia dapat terus memperoleh lebih banyak dan lebih massa dengan "memakan" benda-benda surgawi yang bernasib buruk yang telah mengembara terlalu dekat dengan tarikan gravitasinya.

Lubang hitam bisa besar atau kecil, dan entitas aneh ini dapat didefinisikan sebagai area ruangwaktu di mana tarikan gravitasi telah menjadi sangat ekstrim sehingga bahkan cahaya pun tidak bisa melarikan diri ke kebebasan. Tarikan gravitasi telah berkembang sangat kuat karena materi telah diperas tanpa ampun ke ruang yang sangat kecil. Hancurkan materi yang cukup ke dalam ruang yang cukup kecil, dan lubang hitam akan lahir setiap waktu.

Paling lubang hitam supermasif, suka Sgr A *, tambahkan materi dengan agak malas. Sayangnya ini membuat sulit bagi para astronom untuk membedakan mereka dari hati gelap galaksi di mana mereka mengintai. Untuk alasan ini, Sgr A * memberikan pengecualian yang berharga untuk aturan yang sangat mengesalkan ini. Ini karena para astronom dapat memperoleh pandangan yang dekat dari sinar X-ray yang agak lembut.

Untungnya, para astronom telah dapat mempelajari banyak hal Sgr A *. Binatang supermasif utama Galaxy kami beratnya sekitar empat juta kali dari Matahari kami – yang, luar biasa, membuatnya menjadi kerabat relatif, setidaknya sejauh lubang hitam supermasif pergi. Sgr A * dikelilingi oleh sekelompok bintang bayi berkilauan, beberapa di antaranya telah cukup sial untuk masuk ke dalam hanya beberapa miliar mil dari tempat binatang gravitasi itu bersembunyi diam-diam menunggu makan malamnya. Sgr A * sekarang sudah sepi, di masa tuanya, tetapi ini rupanya tidak terjadi sekitar seabad yang lalu ketika itu berantakan berpesta pada gumpalan material yang tidak menguntungkan yang telah berjalan terlalu dekat ke tempat tersembunyi. Pesta ini bertanggung jawab untuk menciptakan layar kembang api berkilauan warna-warni berkilauan yang berkilauan yang menerangi kegelapan hati Galaxy yang lapar.

Karena Sgr A * terletak relatif dekat dengan planet kita sendiri, ini memberikan informasi penting tentang cara gravitasi ekstrim berperilaku, dan dengan demikian membantu memberi cahaya baru pada Relativitas umum.

The Strange Lair Of Sgr A *

Pada bulan Agustus 1931, fisikawan Amerika, Karl Jansky (1905-1950) – dianggap sebagai bapak astronomi radio – mendeteksi sinyal radio misterius yang datang dari lokasi di jantung Bima Sakti kita. Sinyal aneh berasal dari arah rasi bintang Sagittarius. Sgr A * itu sendiri ditemukan pada 13 Februari dan 15, 1974, oleh astronom Dr. Bruce Balick dari University of Washington dan Dr. Robert Brown (1943-2014), menggunakan interferometer garis dasar dari National Radio Astronomy Observatory (NRAO) di Charlottesville, Virgina. Nama Sgr A * pertama kali digunakan oleh Brown dalam makalah penelitian tahun 1982. Ini karena dia percaya bahwa sumber radio misterius itu "menarik" – dan keadaan atom yang bersemangat dilambangkan dengan tanda bintang – karenanya, Sgr A *.

Pada 16 Oktober 2002, sebuah tim astronom internasional, yang dipimpin oleh Dr. Reinhard Genzel dari Institut Max Planck untuk Fisika Ekstraterestrial di Jerman, melaporkan bahwa, selama lebih dari satu dekade, mereka mengamati pergerakan bintang yang dijuluki S2, terletak dekat Sgr A *. Tim astronom itu mengemukakan bahwa data yang mereka peroleh telah menghilangkan kemungkinan itu Sgr A * pelabuhan sekelompok objek bintang gelap atau massa fermion merosot. Proposal mereka memperkuat bukti keberadaan a lubang hitam supermasif bersembunyi di dalam kegelapan Bima Sakti kita.

Sgr A * itu sendiri adalah sumber radio yang sangat kompak dan terang, terletak di dekat perbatasan rasi bintang Sagittarius dan Scorpius. Ini adalah wilayah yang terletak di dalam fitur astronomi yang lebih besar yang dijuluki Sagitarius A.

Sayangnya, para astronom belum bisa mengamati Sgr A * dalam panjang gelombang optik. Ini karena diselimuti selimut debu dan gas tebal yang terletak di antara sumber dan planet kita sendiri. Beberapa tim astronom telah berusaha untuk membuat gambar Sgr A * dalam spektrum radio menggunakan sangat-panjang-dasar-interferometri (VLBI). Pada jarak 26.000 tahun cahaya, VLBI pengamatan menemukan bahwa sumber radio misterius memiliki diameter 44 juta kilometer. Sebagai perbandingan, Bumi adalah 150 kilometer dari Matahari kita, dan planet utama Merkurius adalah 46 juta kilometer dari Matahari kita ketika paling dekat dengan itu (perihelion).

Mulai April 2017, ada gambar radio langsung yang diperoleh dari Sgr A * oleh para astronom menggunakan Event Horizon Telescope (EHT). Namun, pada Mei 2018, data ini masih diproses, dan gambar belum dirilis. Itu EHT berhasil menggabungkan gambar yang diambil dari observatorium yang sangat luas di berbagai lokasi di planet kita. Ini dilakukan agar para astronom mendapatkan resolusi gambar yang lebih tinggi. Diharapkan bahwa pengukuran akan menguji Einstein Teori Relativitas Umum lebih teliti dari studi sebelumnya. Jika ada ketidaksesuaian antara teori Einstein dan pengamatan yang sebenarnya, ini akan menunjukkan bahwa para ilmuwan mungkin telah mengidentifikasi kondisi fisik di mana teori tersebut rusak.

Observasi saat ini menunjukkan itu Sgr A * 's emisi radio tidak dikirim ke luar angkasa oleh lubang hitam itu sendiri. Sebaliknya, emisi tampaknya berasal dari wilayah terang yang mengelilingi lubang hitam. Wilayah ini dekat horizon peristiwa, mungkin di disk akresi. Atau, itu bisa menjadi jet material relativis yang dikeluarkan dari disk. Jika posisi Sgr A * justru berpusat pada supermasif makhluk gravitasi, akan mungkin untuk mengamati itu diperbesar lebih besar dari ukuran sebenarnya. Ini karena fenomena lensa gravitasi. Pelensaan gravitasi adalah prediksi Relativitas umum mengusulkan bahwa gravitasi objek latar depan dapat melengkung, membengkokkan, atau memperbesar cahaya yang dipancarkan dari objek latar belakang yang sejajar dengannya. Demikian, lensa gravitasi adalah kado alami, macam-macam, bagi para astronom yang mencoba mengamati objek jarak jauh yang tidak dapat dilihat – lensa latar depan memperbesar, atau dengan cara lain, cahaya yang memancar dari objek latar belakang yang sedang lensa – sehingga membuatnya terlihat oleh mata para astronom penasaran. Dengan menggunakan gravitational lensing sebagai alat observasi, astronom mampu menentukan bahwa penduduk Galaxy kami lubang hitam supermasif olahraga massa sekitar 4 juta kali dari Matahari kita.

Banyak Misteri Dari Hati Kegelapan Galaxy Kita

Tim peneliti astronom mulai mengamati mereka Sgr A * di 2013, menggunakan Interferometri Baseline Sangat Panjang (VLBI) teleskop yang terletak di empat lokasi berbeda. Teleskop yang digunakan para peneliti termasuk PUNCAK teleskop, yang Gabungan Larik untuk Penelitian di Astronomi Gelombang Millimeter (CARMA) array di California, yang James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) di Hawaii, secara bertahap Array Submillimeter (SMA) di Hawaii, dan Teleskop Submilimeter (SMT ) di Arizona. Sgr A * ditemukan oleh semua stasiun dan panjang garis tengah terpanjang diperpanjang hingga hampir 10.000 kilometer. Ini menunjukkan struktur sumber ultra-kompak dan asimetris (tidak titik-seperti).

"Partisipasi dari PUNCAK teleskop hampir menggandakan panjang garis terpanjang dibandingkan dengan pengamatan sebelumnya dan mengarah ke resolusi spektakuler dari 3 jari-jari Schwarzschild saja, "komentar Dr. Ru-Sen Lu dalam 24 Mei 2018 Institut Max Planck untuk Astronomi Radio (MPIfR) Jumpa pers. Dr Lu adalah dari MPIfR di Bonn, Jerman, dan penulis utama makalah yang menjelaskan penelitian baru.

"Ini mengungkapkan rincian dalam sumber radio sentral yang lebih kecil dari ukuran yang diharapkan dari akresi disk," tambah Dr. Thomas Krichbaum dalam bahasa yang sama. Siaran Pers MPIfR. Dr Krichbaum adalah inisiator dari mm-VLBI observasi dengan PUNCAK.

APEX lokasi di belahan bumi selatan sangat meningkatkan kualitas gambar untuk sumber sejauh selatan di langit Sgr A *. Memang, PUNCAK telah berhasil "membuka jalan" untuk masuknya yang besar dan sangat sensitif ALMA teleskop ke dalam EHT pengamatan, yang saat ini sedang dilakukan satu kali setiap tahun.

"Kami telah bekerja keras di ketinggian lebih dari 5000 meter untuk memasang peralatan untuk membuat PUNCAK teleskop siap VLBI pengamatan pada panjang gelombang 1,3 mm, "jelas Dr Alan Roy dalam Siaran Pers MPIfR. Dr. Roy, yang juga berasal dari MPRfR, memimpin VLBI tim di PUNCAK. "Kami bangga dengan kinerja yang baik PUNCAK dalam percobaan ini, "tambahnya.

Tim astronom menggunakan prosedur pemasangan model untuk mempelajari struktur skala-horizon acara dari Sgr A *. "Kami mulai mencari tahu apa itu struktur skala horizon mungkin terlihat seperti, bukan hanya menarik kesimpulan umum dari visibilitas yang kami ambil contohnya. Sangat menggembirakan untuk melihat bahwa pemasangan struktur mirip cincin sangat sesuai dengan data, meskipun kami tidak dapat mengecualikan model lain, misalnya, komposisi titik terang, "Dr. R-Sen Lu menjelaskan hal yang sama Siaran Pers MPRfR. Pengamatan di masa depan dengan lebih banyak teleskop ditambahkan ke EHT akan membantu memilah-milah ambigu residual dalam pencitraan.

Hati supermasif penduduk Galaxy kami kegelapan tertanam dalam medium antarbintang yang padat. Ini dapat mempengaruhi propagasi gelombang elektromagnetik di sepanjang garis pandang. "Namun, kilau interstellar, yang pada prinsipnya dapat menyebabkan distorsi gambar, bukan efek yang sangat mendominasi pada panjang gelombang 1,3 mm," kata Dr. Dimitrios Psaltis pada 24 Mei 2018. MPRfR Jumpa pers. Psaltis adalah EHT ilmuwan proyek di University of Arizona di Tucson.

Dr Sheperd Doeleman, dari Pusat Harvard-Smithsonian untuk Astrofisika (CfA) di Cambridge, Massachusetts, dan direktur EHT proyek, dicatat dalam yang sama Siaran Pers MPRfR bahwa "Hasil merupakan langkah penting untuk pengembangan berkelanjutan Teleskop Horizon Peristiwa. Analisis pengamatan baru, yang sejak 2017 juga memasukkan ALMA, akan membawa kita selangkah lebih dekat untuk mencitrakan lubang hitam di pusat galaksi kita. "

Temuan-temuan baru ini diterbitkan di The Astrophysical Journal.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *