Svemirska istraživanja i Crna rupa: Prva fotografija čudovišta sa Mlečnog puta

Ovo je džinovska crna rupa koja živi u središtu naše galaksije, a prvi put je zabeležena na fotografiji.

Poznat kao Sagitarijus A*, ovaj objekat je neverovatnih četiri miliona puta mase našeg Sunca.

Ovo što vidite je središnji tamni predeo gde rupa obitava, okružena svetlom koje dopire iz superzagrejanog gasa ubrzanog ogromnim gravitacionim silama.

Da biste stekli jasniju sliku, prsten je otprilike veličine orbite Merkura oko naše zvezde.

• Da li nova teorija o crnim rupama rešava najveći naučni paradoks
• Kako je tišina dokazala postojanje crnih rupa
• Ova gladna crna rupa možda predstavlja kosmičku „kariku koja nedostaje“

To je prečnik od oko 60 miliona kilometara.

Srećom, ovo čudovište je jako, jako daleko do nas, udaljeno nekih 26.000 svetlosnih godina, tako da ne postoji nikakva mogućnost da se nekad nađemo u opasnosti od nje.

Ovo je njihova druga takva slika, nakon što su 2019. godine objavili fotografiju ogromne crne rupe u središtu druge galaksije zvane Mesijer 87, ili M87.

Taj objekat bio je više nego hiljadu puta veći - 6,5 milijardu puta mase našeg Sunca.

„Ali ova nova slika je posebna zato što je to naša supermasivna crna rupa", kaže profesor Hajno Falke, jedan od evropskih pionira koji stoje iza projekta EHT (Event Horizon Telescope - EHT).

„Ovo je u 'našem dvorištu' i ako želite da razumete crne rupe i kako one funkcionišu, ova će vam to reći, zato što možemo da je vidimo u sitne detalje", kaže za BBC Njuz ovaj nemačko-holandski naučnik sa Univerziteta Radboud u Holandiji.

Šta je crna rupa?

• Crna rupa je predeo svemira u kom se materija urušava u samu sebe
• Gravitaciona sila je toliko jaka da ništa, čak ni svetlo, ne može da pobegne od nje
• Crne rupe nastaju u eksplozivnoj smrti nekih velikih zvezda
• Ali neke su istinski ogromne i milijardama puta mase Sunca
• Kako se ova čudovišta - koja mogu da se nađu u središtima galaksija - formiraju ostaje nepoznanica
• Ali očigledno je da napajaju galaksiju energijom i da utiču na njenu evoluciju

Ova slika je tehnički tur de fors.

Mora da bude.

Na udaljenosti od 26.000 svetlosnih godina od Zemlje, Sagitarius A*, ili skraćeno Sgr A*, sićušna je tačkica na nebu.

Da bi se razaznala jedna takva meta, potrebna je neverovatno rezolucija.

EHT-ov trik je tehnika zvana dugobazična interferometrija (VLBI).

Ona praktično kombinuje mrežu od osam široko razmeštenih radio antena koje oponašaju teleskop veličine naše planete.

Taj raspored omogućava EHT-u da uhvati ugao neba koji se meri mikrolučnim sekundama.

Članovi tima EHT-a govore o oštrini kao kad bi mogli da vidimo đevrek na površini Meseca.

Čak i tad, potrebni su atomski časovnici, pametni algoritmi i beskrajni sati rada na superkompjuteru da bi se stvorila slika od nekoliko petabajtova (1 PB iznosi jedan milion gigabajta) sakupljenih podataka.

Način na koji crna rupa savija, ili prelama, svetlost znači da ne može da se vidi ništa sem „senke", ali blistavost materije koja blešti oko ove tame i isijave se u prsten pokazuje gde se objekat nalazi.

Ako uporedite novu sliku sa prethodnom slikom M87, mogli biste da se zapitate u čemu je razlika.

Ali postoje neka ključna odstupanja.

Masa crne rupe određuje veličinu njenog akrecionog diska, iliti prstena emisije.

Rupa živi u središnjoj depresiji blistavosti.

Njena „površina" zove se horizont događaja, granica u okviru koje se čak i svetlosni zrak urušava u sebe pod zakrivljenjem u prostoru-vremenu.

Blistavije oblasti u akrecionom disku su mesta na kojima svetlo dobija energiju dok se okreće ka nama i tvrdi se da dolazi do doplerovog zračenja.

„Zato što je Sagitarijus A* mnogo manja crna rupa - oko 1.000 puta manja - njena prstenasta struktura menja se na vremenskoj skali koja je oko 1.000 puta brža", objašnjava član tima doktor Ziri Jounsi sa Univerzitetskog koledža u Londonu, u Velikoj Britaniji.

„Veoma je dinamična. 'Vrele tačke ' koje vidite u prstenu pomeraju se od dana do dana."

Ovo je veoma očigledno na osnovu simulacija koje je tim napravio: šta biste videli kad biste uspeli nekako da se prebacite u središte naše galaksije i vidite scenu očima koje su osetljive na radio frekvencije.

Superzagrejani, uskomešani gas ili plazma u prstenu putuje oko crne rupe značajnim delićem brzine svetlosti (300.000 kilometara u sekundi).

Svetliji delovi verovatno su mesta na kojima se materijal kreće ka nama i gde je emitovanje svetla snabdeveno energijom, ili „doplerovim zračenjem", kao posledica toga.

Ove rapidne promene u blizini Sgr A* deo su razloga zašto je trebalo toliko više vremena da se proizvede ova slika nego M87.

Pogledajte i video o tome kako je svemirski teleskop Habl snimio je najudaljeniju zvezdu do sada viđenu

Tumačenje podataka predstavljalo je veći izazov.

Teleskopske opservacije za obe crne rupe zapravo su nastale tokom istog perioda početkom 2017. godine, ali M87, zbog veće veličine i udaljenosti od 55 miliona svetlosnih godina, deluje statično u poređenju sa ovom novom.

Naučnici su već počeli da koriste mere iz nove slike kako bi testirali fiziku koju trenutno koristimo da bismo opisali crne rupe.

Do sada je ono što su videli potpuno u skladu sa jednačinama koje je postavio Albert Ajnštajn u teoriji gravitacije ili opšte relativnosti.

Sumnjamo već nekoliko decenija da u središtu naše galaksije živi supermasivna crna rupa.

Šta bi drugo moglo da proizvede gravitacione sile koje ubrzavaju obližnje zvezde u svemiru brzinama do 24.000 km/s (poređenja radi, naše Sunce putuje galaksijom pri brzini od smirenih 230 km/s)?

Ali, da sve bude zanimljivije, kad je komitet za Nobelovu nagradu dodelio astronomima Rajnhardu Gencelu i Andrei Gez nagradu za fiziku 2020. godine za njihov rad na Sgr A*, obrazloženje je pominjalo samo „supermasivni kompaktni objekat".

Bio je to manevarski prostor u slučaju da se ispostavi da je objašnjenje neki drugi egzotični fenomen.

Sada, međutim, nema više nikakve sumnje.

Već ovog avgusta, novi super svemirski teleskop Džejms Veb okrenuće svoje oko na Sgr A*.

Opservatorija vredna 10 milijardi dolara neće imati rezoluciju da direktno slika crnu rupu i njen akrecioni prsten, ali će pružiti nove mogućnosti u proučavanju okruženja crne rupe sa svojim neverovatno osetljivim infracrvenim instrumentima.

Astronomi će moći da proučavaju u do sada neviđenim detaljima ponašanje i fiziku stotine zvezda koje kruže oko crne rupe.

Oni će čak potražiti da li ima nekih crnih rupa veličina zvezda u regionu, kao i dokaze o koncentrisanim grumenima nevidljive ili tamne materije.

„Svaki put kad dobijemo novo sredstvo koje može da napravi oštriju fotografiju Univerzuma, dajemo sve od sebe da ga uperimo u središte galaksije i uvek neizbežno saznamo nešto fantastično", kaže Džesika Lu, profesorka sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju, u SAD, koja će predvoditi Vebovu kampanju.

Pratite nas na Fejsbuku,Tweets by bbcnasrpskom i Vajberu. Ako imate predlog teme za nas, javite se na [email protected]