Astronomer tager det første billede af sort hul i midten af ​​Mælkevejen

Astronomer har afsløret det første billede af det supermassive sorte hul i centrum af Mælkevejsgalaksen. Det blev teoretiseret, at der var et sort hul i centrum af galaksen, men dette billede giver overvældende beviser for, at dette er tilfældet.

Billedet blev afsløret under en pressekonference fra Washington, DC af United States Science Foundation med Event Horizon Telescope Collaboration. Billedet blev produceret af et globalt forskerhold kaldet Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, ved hjælp af observationer fra et verdensomspændende netværk af radioteleskoper.

National Science Foundation (NSF) siger, at dette er et længe ventet kig på det massive objekt i centrum af Mælkevejsgalaksen, den galakse, hvor Jordens solsystem befinder sig. NSF siger, at videnskabsmænd tidligere havde set stjerner kredse omkring noget massivt, kompakt, men usynligt i galaksens centrum, hvilket kraftigt antydede et sort hul.

Dette billede er det første direkte visuelle bevis på, at objektet, kendt som Sagittarius A* (Sgr A*), faktisk er et supermassivt sort hul.

Som det er tilfældet med et tidligere billede af sorte huller – som også blev taget med EHT i 2019 – viser billedet faktisk ikke selve det sorte hul, da det er helt mørkt. Sorte huller absorberer alt lys, men den glødende gas omkring hullet afslører en afslørende signatur af objektet: en mørk central region (som NSF siger kaldes en “skygge”) omgivet af en lys ringlignende struktur. Tyngdekraften af ​​dette hul anslås til at være fire millioner gange mere massiv end Solen.

“Vi var lamslåede over, hvor godt ringens størrelse stemte overens med forudsigelser fra Einsteins teori om generel relativitet,” siger EHT-projektforsker Geoffrey Bower fra Institut for Astronomi og Astrofysik, Academia Sinica, Taipei.

“Disse hidtil usete observationer har i høj grad forbedret vores forståelse af, hvad der sker i centrum af vores galakse og giver ny indsigt i, hvordan disse gigantiske sorte huller interagerer med deres omgivelser.”

Hvordan billedet blev taget

Det sorte hul er omkring 27.000 lysår væk fra Jorden, og for at afbilde det, skabte forskere EHT, som forbinder otte eksisterende radioobservatorier på tværs af planeten for at danne et enkelt virtuelt teleskop i “jordstørrelse”, forklarer NSF. EHT havde til opgave at observere Sgr A* over flere nætter og indsamlede timer med samtidige data, som NSF siger, svarer i princippet til at bruge en lang eksponering på et standardkamera.

At tage dette billede blev betragtet som betydeligt vanskeligere end det, der blev taget af sort hul M87* i 2019, selvom Sgr A* er meget tættere på.

“Gassen i nærheden af ​​de sorte huller bevæger sig med samme hastighed – næsten lige så hurtigt som lyset – omkring både Sgr A* og M87*,” EHT-forsker Chi-kwan (‘CK’) Chan, fra Steward Observatory og Department of Astronomy and the Data Science Institute ved University of Arizona, USA, forklarer.

“Men hvor gas tager dage til uger at kredse om den større M87*, i den meget mindre Sgr A* fuldfører den et kredsløb på få minutter. Dette betyder, at lysstyrken og mønsteret af gassen omkring Sgr A* ændrede sig hurtigt, mens EHT Collaboration observerede det – lidt som at prøve at tage et klart billede af en hvalp, der hurtigt jagtede dens hale.”

NSF siger, at forskerne var nødt til at udvikle nye værktøjer til at redegøre for den gasbevægelse, mens M87* var meget nemmere, fordi den var mere stabil, og alle de billeder, der blev taget, så næsten ens ud. I modsætning hertil er billedet af det sorte hul Sgr A* et gennemsnit af de forskellige billeder, som holdet udtog.

“Nu kan vi studere forskellene mellem disse to supermassive sorte huller for at få værdifulde nye spor om, hvordan denne vigtige proces fungerer,” siger EHT-forsker Keiichi Asada fra Institut for Astronomi og Astrofysik, Academia Sinica, Taipei.

“Vi har billeder af to sorte huller – et i den store ende og et i den lille ende af supermassive sorte huller i universet – så vi kan gå meget længere i at teste, hvordan tyngdekraften opfører sig i disse ekstreme miljøer end nogensinde før.”

EHT-teamets fulde resultater offentliggøres i et særnummer af The Astrophysical Journal Letters i dag.

Billedkreditering: Event Horizon Telescope samarbejde