Od sedmdesátých let astronomové teoretizovali, že ve středu naší galaxie, asi 26 000 světelných let od Země, existuje supermasivní černá díra (SMBH) známá jako Střelec A *. Měří se odhadovaný průměr 44 miliónů km (27,3 milionu mil) a váží se na zhruba 4 milionech solárních hmot. Má se za to, že tato černá díra měla hluboký vliv na formování a vývoj naší galaxie.
A přesto vědci nikdy nebyli schopni to vidět přímo a její existence byla odvozena pouze z účinku, který má na hvězdy a materiál, který je obklopuje. Nová pozorování prováděná spoluprací GRAVITY ** však dokázala doposud poskytnout nejpodrobnější pozorování záležitosti kolem Střelce A *, což je dosud nejsilnější důkaz, že ve středu Mléčné dráhy existuje černá díra.
Studie, která popisuje jejich zjištění - „Detekce orbitálních pohybů v blízkosti poslední stabilní kruhové oběžné dráhy masivní černé díry SgrA *“, která se nedávno objevila v časopise Astronomie a astrofyzika - byl veden Reinhardem Genzelem z Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku (MPE) a zahrnul různé vědce, kteří tvoří spolupráci GRAVITY.
Spolupráce GRAVITY (tvořená vědci z různých evropských výzkumných ústavů a univerzit) je pojmenována kvůli jejich spojení s nástrojem GRAVITY, který je součástí velmi velkého teleskopického interferometru (VLTI) ESO. Tento přístroj kombinuje světlo ze čtyř jednotek VLT a vytváří virtuální dalekohled, který měří průměr 130 m (426,5 ft).
Tento tým používá poslední dva roky tento nástroj k pozorování galaktického centra a Sgr A * k pozorování dopadů, které má na okolní prostředí. Účelem těchto pozorování bylo vyzkoušet předpovědi Einsteinovy teorie obecné relativity a dozvědět se více o SMBH studováním nejbližšího dostupného kandidáta.
Dalším cílem bylo hledat orbitální pohyby světlic infračerveného záření (aka. „Hot spots“) na akrečním disku Sag A * (pás plynu obíhající černou díru). K vzplanutí dochází, když je tento plyn, který je zrychlen na relativistické rychlosti, zatažen co nejblíže k horizontu událostí černé díry - což je známé jako nejvnitřnější stabilní oběhová dráha (ISCO) - aniž by byl spotřebován.
S použitím přístroje GRAVITY na VLTI tým sledoval světlice přicházející z opasku, který byl zrychlen na 30% rychlosti světla na kruhové oběžné dráze kolem Sag A *. Nejenže to bylo poprvé, kdy byl materiál pozorován obíhající blízko černé díry bez návratu, ale i ta nejpodrobnější pozorování materiálu obíhajícího blízko černé díry.
Jak uvedl Oliver Pfuhl, vědec Ústavu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku a spoluautor příspěvku, uvedl v nedávné tiskové zprávě ESO:
“Je to ohromující, když skutečně vidíte materiál obíhající obrovskou černou díru při 30% rychlosti světla. Obrovská citlivost společnosti GRAVITY nám umožnila sledovat procesy narůstání v reálném čase v bezprecedentních detailech.“
Pozorování, která provedli, také potvrdila teorii, že Sag A * je skutečně supermasivní černá díra - jinak známá jako „masivní paradigma černé díry“. Jak Genzel vysvětlil, tento úspěch je něco, na co se vědci těší po celá desetiletí. "Vždycky to byl jeden z našich vysněných projektů, ale neodvážili jsme se doufat, že to bude možné tak brzy," řekl.
Je zajímavé, že toto není poprvé, kdy spolupráce GRAVITY využila VLTI k pozorování středu naší galaxie. Začátkem tohoto roku použil tým k měření pohybů hvězdy GRAVITY a Spectrograph pro měření integrovaného pole v blízkém infračerveném (SINFONI) měření pohybu hvězdy, protože prováděla blízký průlet pomocí Sag A *.
Když hvězda (S2) prošla blízko k extrémnímu gravitačnímu poli Střelce A *, tým změřil polohu a rychlost hvězdy a porovnal je s předchozími měřeními. Po jejich porovnání s různými teoriemi gravitace dokázali potvrdit, že chování hvězdy je v souladu s předpovědi Einsteinovy teorie obecné relativity.
To byl hlavní úspěch, protože to bylo poprvé, kdy byla v tak extrémním prostředí potvrzena Generální relativita. Jak vysvětlil Pfuhl:
“Pečlivě jsme sledovali S2 a samozřejmě jsme vždy pozorní na Střelce A *. Během našich pozorování jsme měli to štěstí, že jsme si všimli tří jasných světlic kolem černé díry - byla to náhoda!“
Tato průlomová pozorování byla nakonec umožněna kombinací mezinárodní spolupráce a nejmodernějších nástrojů. V budoucnu budou vyspělejší nástroje - a zdokonalené metody sdílení údajů - odkrýt ještě více tajemství vesmíru a pomoci vědcům pochopit, jak se to stalo.
A nezapomeňte se podívat na toto ESOcast, které hovoří o tomto nedávném objevu, se svolením ESO:
** Spolupráce GRAVITY se skládá z členů Institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku, Pařížské observatoře LESIA, Centra Nationale de Researches Scientifique (CNRS), Institutu Maxe Plancka pro astronomii, Centra Astrofísica e Gravitação (CENTRA) , Evropská jižní observatoř (ESO) a více evropských univerzit.
