Gökbilimciler, Messier 87 galaksisinin merkezindeki kara deliğin hem yığılma yapısını hem de güçlü göreli jetini gösteren bir görüntü ürettiler. Görüntü, Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Grönland Teleskopu (GLT) ile desteklenen Küresel Milimetre VLBI Dizisi (GMVA) kullanılarak oluşturuldu ve kara deliğin ve jetinin yeni bir dalga boyunda panoramik bir görüntüsünü sağladı. Görüntü, karadeliğe düşen malzemenin gözlemlenebilir bir emisyon oluşturduğunu gösteren daha büyük, daha kalın halka benzeri bir yapı ortaya koyuyor.
Bilim adamları, Messier 87’nin hem toplanma sürecinin hem de jetinin benzeri görülmemiş bir görüntüsünü üretmek için yeni teknolojiyi kullandılar. Kara delik. GMVA’yı kullanarak, ALMAve GLT, daha büyük halka benzeri bir yapı ve kara deliğin iç bölgesinden daha geniş bir radyasyon gözlemlediler, bu da bir rüzgarın varlığını ima ediyor. Bu buluş, karadeliklerle ilgili daha önce görülmemiş detayları ortaya çıkarıyor.
Çin Bilimler Akademisi’nin Şangay Astronomi Gözlemevi’nden (SHAO) Dr. Rusen Lu liderliğindeki uluslararası bir bilim adamları ekibi, ilk kez halka benzeri yığılmayı gösteren bir görüntü oluşturmak için yeni milimetre dalga boyu gözlemlerini kullandı. maddenin kara deliğe düştüğü bir kara deliğin etrafındaki yapı ve kara deliğin ilişkili güçlü göreli jeti. Görüntülerin kaynağı, önde gelen radyo galaksisi Messier 87’nin merkezi kara deliğiydi.
Araştırma geçtiğimiz günlerde dergide yayınlandı. Doğa.
Görüntü ilk kez merkezi süper kütleli kara deliğin yakınındaki birikim akışı ile jetin kaynağı arasındaki bağlantının altını çiziyor. Yeni gözlemler, aşamalı Atacama Büyük Milimetre/milimetre-altı Dizisi (ALMA) ve Grönland Teleskopu (GLT) ile tamamlanan Küresel Milimetre VLBI Dizisi (GMVA) ile elde edildi. Bu iki gözlemevinin eklenmesi, GMVA’nın görüntüleme yeteneklerini büyük ölçüde artırdı.
GMVA dizisi artı ALMA ve Grönland Teleskopu ile elde edilen Messier 87’deki jet ve kara deliğin milimetre-VLBI görüntüsü. Kredi bilgileri: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF)
Lu, “Daha önce hem kara deliği hem de jeti ayrı görüntülerde görmüştük, ancak şimdi kara deliğin jetiyle birlikte yeni bir dalga boyunda panoramik bir resmini çektik” dedi.
Çevreleyen malzemenin, yığılma olarak bilinen bir süreçte kara deliğe düştüğü düşünülmektedir. Ama hiç kimse onu doğrudan görüntülememişti.
Lu’ya göre, daha önce görülen halka 3,5 mm’lik gözlem dalga boyunda büyüyor ve kalınlaşıyordu. “Bu, kara deliğin içine düşen malzemenin artık yeni görüntüde gözlemlenen ek emisyon ürettiğini gösteriyor. Bu bize kara deliğin yakınında hareket eden fiziksel süreçlerin daha eksiksiz bir görünümünü veriyor” dedi.
ALMA ve GLT’nin GMVA gözlemlerine katılması ve bunun sonucunda bu kıtalararası teleskop ağının çözünürlüğünün ve hassasiyetinin artması, M87’deki halka benzeri yapının ilk kez 3,5 mm dalga boyunda görüntülenmesini mümkün kıldı. GMVA tarafından ölçülen halkanın çapı 64 mikroarksaniyedir ve bu, Ay’da bir astronot tarafından görüldüğü şekliyle Dünya’daki küçük (5 inç/13 cm) bir selfie halkası ışığının boyutuna karşılık gelir. Bu çap, rölativist emisyon beklentilerine uygun olarak, Olay Ufku Teleskobu tarafından gözlemlerde görülen 1,3 mm’den yüzde 50 daha büyük. plazma bu bölgede.
2018 Küresel Milimetre VLBI Dizisi (GMVA) kampanyasında Messier 87’yi 3,5 milimetrede görüntülemek için kullanılan radyo teleskoplarının haritası. Kredi bilgileri: Helge Rottmann, MPIfR
“GMVA gözlemlerine ALMA ve GLT ekleyerek büyük ölçüde geliştirilmiş görüntüleme yetenekleriyle yeni bir bakış açısı kazandık. Bonn’daki Max Planck Radyo Astronomi Enstitüsü’nden (MPIFR) Thomas Krichbaum, “Daha önceki VLBI gözlemlerinden bildiğimiz üçlü çıkıntılı jeti gerçekten görüyoruz” dedi. “Fakat şimdi, jetin merkezi süper kütleli kara deliğin etrafındaki emisyon halkasından nasıl çıktığını görebiliyoruz ve halka çapını başka (daha uzun) bir dalga boyunda da ölçebiliyoruz.”
M87’den gelen ışık, senkrotron radyasyonu adı verilen bir fenomen olan yüksek enerjili elektronlar ve manyetik alanlar arasındaki etkileşim tarafından üretilir. 3,5 mm dalga boyundaki yeni gözlemler, bu elektronların konumu ve enerjisi hakkında daha fazla ayrıntı ortaya koyuyor. Ayrıca bize kara deliğin doğası hakkında da bir şeyler söylüyorlar: Çok aç değil. Maddeyi düşük oranda tüketir ve sadece küçük bir kısmını radyasyona dönüştürür.
Academia Sinica Astronomi ve Astrofizik Enstitüsü’nden Keiichi Asada’ya göre, “Daha büyük ve daha kalın halkanın fiziksel kökenini anlamak için, farklı senaryoları test etmek için bilgisayar simülasyonları kullanmak zorunda kaldık. Sonuç olarak, halkanın daha geniş boyutunun birikim akışıyla ilişkili olduğu sonucuna vardık.”
Japonya Ulusal Astronomik Gözlemevi’nden Kazuhiro Hada, ekibin verilerinde de “şaşırtıcı” bir şey bulduğunu belirtti. “Karadeliğe yakın iç bölgeden gelen radyasyon beklediğimizden daha geniş. Bu, içeri giren gazdan daha fazlası olduğu anlamına gelebilir. Kara deliğin etrafında türbülans ve kaosa neden olan bir rüzgar da esebilir” dedi.
Daha fazla gözlem ve güçlü teleskop filosu onun sırlarını açığa çıkarmaya devam ederken, Messier 87 hakkında daha fazlasını öğrenme arayışı henüz bitmedi. Kore Astronomi ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden Jongho Park, “Milimetre dalga boylarında gelecekteki gözlemler, M87 kara deliğinin zaman evrimini inceleyecek ve radyo ışığında çok renkli görüntülerle kara deliğin polikromatik bir görüntüsünü sağlayacaktır” dedi.
Bu keşif hakkında daha fazla bilgi için:
Referans: Ru-Sen Lu, Keiichi Asada, Thomas P. Krichbaum, Jongho Park, Fumie Tazaki, Hung-Yi Pu, Masanori Nakamura, Andrei Lobanov, Kazuhiro “M87’de kara deliği ve jeti birbirine bağlayan halka benzeri bir yığılma yapısı” Hada, Kazunori Akiyama, Jae-Young Kim, Ivan Marti-Vidal, José L. Gómez, Tomohisa Kawashima, Feng Yuan, Eduardo Ros, Walter Alef, Silke Britzen, Michael Bremer, Avery E. Broderick, Akihiro Doi, Gabriele Giovannini, Marcello Giroletti, Paul TP Ho, Mareki Honma, David H. Hughes, Makoto Inoue, Wu Jiang, Motoki Kino, Shoko Koyama, Michael Lindqvist, Jun Liu, Alan P. Marscher, Satoki Matsushita, Hiroshi Nagai, Helge Rottmann, Tuomas Savolainen, Karl -Friedrich Schuster, Zhi-Qiang Shen, Pablo de Vicente, R. Craig Walker, Hai Yang, J. Anton Zensus, Juan Carlos Algaba, Alexander Allardi, Uwe Bach, Ryan Berthold, Dan Bintley, Do-Young Byun, Carolina Casadio, Shu-Hao Chang, Chih-Cheng Chang, Song-Chu Chang, Chung-Chen Chen, Ming-Tang Chen, Ryan Chilson, Tim C. Chuter, John Conway, Geoffrey B. Crew, Jessica T. Dempsey, Sven Dornbusch, Aaron Faber, Per Friberg, Javier González García, Miguel Gómez Garrido, Chih-Chiang Han, Kuo-Chang Han, Yutaka Hasegawa, Ruben Herrero-Illana, Yau-De Huang, Chih-Wei L. Huang, Violette Impellizzeri, Homin Jiang, Hao Jinchi, Taehyun Jung, Juha Kallunki, Petri Kirves, Kimihiro Kimura, Jun Yi Koay, Patrick M. Koch, Carsten Kramer, Alex Kraus, Derek Kubo, Cheng-Yu Kuo, Chao-Te Li, Lupin Chun-Che Lin, Ching- Tang Liu, Kuan-Yu Liu, Wen-Ping Lo, Li-Ming Lu, Nicholas MacDonald, Pierre Martin-Cocher, Hugo Messias, Zheng Meyer-Zhao, Anthony Minter, Dhanya G. Nair, Hiroaki Nishioka, Timothy J. Norton, George Nystrom, Hideo Ogawa, Peter Oshiro, Nimesh A. Patel, Ue-Li Pen, Yurii Pidopryhora, Nicolas Pradel, Philippe A. Raffin, Ramprasad Rao, Ignacio Ruiz, Salvador Sanchez, Paul Shaw, William Snow, TK Sridharan, Ranjani Srinivasan , Belén Tercero, Pablo Torne, Efthalia Traianou, Jan Wagner, Craig Walther, Ta-Shun Wei, Jun Yang ve Chen-Yu Yu, 26 Nisan 2023, Doğa.
DOI: 10.1038/s41586-023-05843-w