Sundurtætt af svartholi
VLT fylgist með í rauntíma þegar gasský kemst næst skrímslinu í miðju Vetrarbrautarinnar
Sævar Helgi Bragason
17. júl. 2013
Fréttir
VLT fylgist með risasvartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar tæta í sig gasský sem hættir sér of nálægt því
Nýjar athuganir Very Large Telescope ESO hafa í fyrsta sinn sýnt risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar tæta í sig gasský. Svo mjög hefur teygst á skýinu að fremsti hluti þess hefur þegar komist næst svartholinu og stefnir nú burt frá því á meira en 10 milljón km hraða á klukkustund, á meðan hali skýsins er enn að falla í átt til þess.
Árið 2011 fann Very Large Telescope (VLT) ESO stórt gasský, nokkrum sinnum massameira en Jörðin, á hraðferð í átt að svartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar (eso1151) [1]. Skýið er nú næst svartholinu og sýna nýjar mælingar VLT hvernig ógnarsterkt þyngdarsvið þess hefur teygt verulega á skýinu.
„Teygst hefur á gasinu í höfði skýsins og nær það nú nærri 160 milljarða km frá þeim stað á brautinni sem er næstur svartholinu. Og nálægasti punkturinn er aðeins rétt rúmlega 25 milljarða km frá svartholinu sjálfu — það sleppur því naumlega frá því að falla beint ofan í það,“ segir Stefan Gillessen (Max Planck Insitute for Extraterrestrial Physics í Garching í Þýskalandi) sem hafði umsjón með mælingunum [2]. „Svo mjög hefur teygst á skýinu að þegar það er næst svartholinu, lítum við ekki lengur á þetta sem einn stakan atburð, heldur ferli sem nær yfir að minnsta kosti eins árs tímabil.“
Erfiðara er að greina ljósið þegar teygst hefur á skýinu. Með því að stara í meira en 20 klukkustundir á næsta nágrenni svartholsins með SINFONI mælitækinu á VLT — ítarlegustu mælingar sem gerðar hafa verið af svæðinu með heildarsviðs-litrófsrita [3] — gátu stjörnufræðingarnir mælt hraðann á mismunandi hlutum skýsins þegar þeir þutu framhjá svartholinu [4].
„Það áhugaverðasta sem við sjáum í nýju mælingunum er að höfuð skýsins stefnir nú í átt að okkur á meira en 10 milljón km hraða á klukkustund — 1% af ljóshraða þótt ótrúlegt megi virðast,“ segir Reinhard Genzel, sem hefur haft umsjón með hópi sem hefur rannsakað þetta svæði í næstum tuttugu ár. „Þetta þýðir að fremri endi skýsins hefur nú þegar komist næst svartholinu.“
Uppruni gasskýsins er ráðgáta enn um sinn en margar hugmyndir eru uppi [5]. Nýju mælingarnar fækka þó möguleikunum.
„Við sjáum að svo mikið hefur teygst á skýinu að það líkist einna helst spagettíi, rétt eins og kæmi fyrir óheppinn geimfara í vísindaskáldsögu. Þetta þýðir að líklega var ekki stjarna í skýinu,“ segir Gillessen. „Í augnablikinu teljum við að gasið eigi sennilega rætur að rekja til stjarnanna sem við sjáum á sveimi um svartholið.“
Hápunktur þessa einstaka atburðar í miðju Vetrarbrautarinnar stendur nú yfir og fylgjast stjörnufræðingar um allan heim grannt með. Þessi mikla rannsóknarlota mun ekki aðeins skila miklu magni upplýsinga um gasskýið sjálft [6], heldur gera mönnum kleift að rannsaka svæðin næst svartholinu sem aldrei hafa verið könnuð áður og áhrif hins gríðarsterka þyngdarkrafts.
Skýringar
[1] Svartholið í miðju Vetrarbrautarinnar er talið um fjórum milljón sinnum massameira en sólin og er formlega kallað Sgr A* (borið fram Sagittarius A stjarna). Það er langnálægasta risasvartholið sem vitað er um og þar af leiðandi best staðsett til að rannsaka svarthol í smáatriðum. Rannsóknin á risasvartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar og umhverfi þess, er í efsta sæti yfir tíu helstu stjörnufræðuppgötvanir ESO.
[2] Þegar skýið komst næst svartholinu var það um það bil fimm sinnum lengra frá svartholinu en Neptúnus er frá sólinni okkar. Það er óþægilega nálægt svartholi sem er fjórum milljón sinnum massameira en sólin!
[3] Í heildarsviðs-litrófsrita er ljósi sem hver myndeining eða díll (e. pixel) skipt í liti sína og litróf tekið fyrir hverja myndeiningu. Síðan er hægt að greina litróf hvers litar fyrir sig og nota upplýsingar til að útbúa kort af hraða og efnaeiginleikum mismunandi hluta fyrirbærisins.
[4] Stjörnufræðingarnir vonast líka til að sjá merki um hversu hratt skýið verkar við allt gasið sem umlykur svartholið. Hinga til hafa engin ummerki fundist en frekari rannsóknir til að leita að slíkum áhrifum eru fyrirhugaðar.
[5] Stjörnufræðingar töldu að skýið gæti hafa myndast fyrir tilverknað stjörnuvinda frá stjörnum á sveimi um svartholið. Hugsanlega er það afleiðing efnisstróks frá miðju Vetrarbrautarinnar. Annar möguleiki var sá að skýið eigi rætur að rekja til vinda stjörnu í miðju skýsins eða gas- og rykskífu sem umlék stjörnuna.
[6] Þegar þessi atburður í miðju vetrarbrautarinnar kemur smám saman í ljós, vonast stjörnufræðingar til að sjá þróun skýsins breytast úr því að vera stjórnað af þyngdar- og flóðkröftum yfir í flókna og ólgandi straumfræði.
Frekari upplýsingar
Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni „Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center“ eftir S. Gillessen o.fl. sem birtist í Astrophysical Journal.
Í rannsóknarhópnum eru S. Gillessen (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching í Þýskalandi [MPE]), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley í Bandaríkjunum), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, München í Þýskalandi [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) og A. Burkert (USM; MPE).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1332.
Tengdar myndir
Nýjar athuganir Very Large Telescope ESO hafa í fyrsta sinn sýnt risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar tæta í sig gasský. Hér sjást athuganir VLT frá árunum 2006 (blátt), 2010 (grænt) og 2013 (rautt). Vegna fjarlægðar og þeirrar staðreyndar við sjáum brautið frá bröttu sjónarhorni þegar skýið fellur að svartholinu, sést aðeins staðsetning skýsins á þessari mynd, ekki lögunin. Teyging skýsins sést kemur fram í mælingum á hraða þess og gerir stjörnufræðingum kleift að finna út hvar á brautinni mismunandi hlutar skýsins eru nú staðsettir. Mynd: ESO/S. Gillessen
Í þessu líkani sést ástandið á gasskýinu sem er í námunda við risasvartholið í miðju vetrarbrautarinnar eins og það var um mitt ár 2013. Athuganir með Very Large Telescope ESO staðfesta að mjög hefur teygst á skýinu að fremsti hluti þess hefur þegar komist næst svartholinu og stefnir nú burt frá því á meira en 10 milljón km hraða á klukkustund, á meðan hali skýsins er enn að falla í átt til þess. Mynd: ESO/S. Gillessen/MPE/Marc Schartmann
Nýjar athuganir Very Large Telescope ESO sýna hvernig risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar er að tæta í sundur gasský í námunda við það. Lárétti ásinn sýnir umfang skýsins meðfram braut þess en lóðrétti ásinn sýnir hraða mismunandi hluta skýsins. Mjög hefur teygst á skýinu og ferðast fremsti hluti þess mun hraðar en halinn, svo nemur nokkrum milljón kílómetra hraða á klukkustund. Mynd: ESO/S. Gillessen
Þessar athuganir voru gerðar með SINFONI mælitækinu á Very Large Telescope ESO og sýna hvernig teygst hefur á gasskýinu og það tæst í sundur þegar það nálgast risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar. Lárétti ásinn sýnir umfang skýsins meðfram braut þess en lóðrétti ásinn sýnir hraða mismunandi hluta skýsins. Mjög hefur teygst á skýinu og ferðast fremsti hluti þess mun hraðar en halinn, svo nemur nokkrum milljón kílómetra hraða á klukkustund. Mynd: ESO/S. Gillessen
Sundurtætt af svartholi
VLT fylgist með í rauntíma þegar gasský kemst næst skrímslinu í miðju Vetrarbrautarinnar
Sævar Helgi Bragason 17. júl. 2013 Fréttir
VLT fylgist með risasvartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar tæta í sig gasský sem hættir sér of nálægt því
Nýjar athuganir Very Large Telescope ESO hafa í fyrsta sinn sýnt risasvartholið í miðju Vetrarbrautarinnar tæta í sig gasský. Svo mjög hefur teygst á skýinu að fremsti hluti þess hefur þegar komist næst svartholinu og stefnir nú burt frá því á meira en 10 milljón km hraða á klukkustund, á meðan hali skýsins er enn að falla í átt til þess.
Árið 2011 fann Very Large Telescope (VLT) ESO stórt gasský, nokkrum sinnum massameira en Jörðin, á hraðferð í átt að svartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar (eso1151) [1]. Skýið er nú næst svartholinu og sýna nýjar mælingar VLT hvernig ógnarsterkt þyngdarsvið þess hefur teygt verulega á skýinu.
„Teygst hefur á gasinu í höfði skýsins og nær það nú nærri 160 milljarða km frá þeim stað á brautinni sem er næstur svartholinu. Og nálægasti punkturinn er aðeins rétt rúmlega 25 milljarða km frá svartholinu sjálfu — það sleppur því naumlega frá því að falla beint ofan í það,“ segir Stefan Gillessen (Max Planck Insitute for Extraterrestrial Physics í Garching í Þýskalandi) sem hafði umsjón með mælingunum [2]. „Svo mjög hefur teygst á skýinu að þegar það er næst svartholinu, lítum við ekki lengur á þetta sem einn stakan atburð, heldur ferli sem nær yfir að minnsta kosti eins árs tímabil.“
Erfiðara er að greina ljósið þegar teygst hefur á skýinu. Með því að stara í meira en 20 klukkustundir á næsta nágrenni svartholsins með SINFONI mælitækinu á VLT — ítarlegustu mælingar sem gerðar hafa verið af svæðinu með heildarsviðs-litrófsrita [3] — gátu stjörnufræðingarnir mælt hraðann á mismunandi hlutum skýsins þegar þeir þutu framhjá svartholinu [4].
„Það áhugaverðasta sem við sjáum í nýju mælingunum er að höfuð skýsins stefnir nú í átt að okkur á meira en 10 milljón km hraða á klukkustund — 1% af ljóshraða þótt ótrúlegt megi virðast,“ segir Reinhard Genzel, sem hefur haft umsjón með hópi sem hefur rannsakað þetta svæði í næstum tuttugu ár. „Þetta þýðir að fremri endi skýsins hefur nú þegar komist næst svartholinu.“
Uppruni gasskýsins er ráðgáta enn um sinn en margar hugmyndir eru uppi [5]. Nýju mælingarnar fækka þó möguleikunum.
„Við sjáum að svo mikið hefur teygst á skýinu að það líkist einna helst spagettíi, rétt eins og kæmi fyrir óheppinn geimfara í vísindaskáldsögu. Þetta þýðir að líklega var ekki stjarna í skýinu,“ segir Gillessen. „Í augnablikinu teljum við að gasið eigi sennilega rætur að rekja til stjarnanna sem við sjáum á sveimi um svartholið.“
Hápunktur þessa einstaka atburðar í miðju Vetrarbrautarinnar stendur nú yfir og fylgjast stjörnufræðingar um allan heim grannt með. Þessi mikla rannsóknarlota mun ekki aðeins skila miklu magni upplýsinga um gasskýið sjálft [6], heldur gera mönnum kleift að rannsaka svæðin næst svartholinu sem aldrei hafa verið könnuð áður og áhrif hins gríðarsterka þyngdarkrafts.
Skýringar
[1] Svartholið í miðju Vetrarbrautarinnar er talið um fjórum milljón sinnum massameira en sólin og er formlega kallað Sgr A* (borið fram Sagittarius A stjarna). Það er langnálægasta risasvartholið sem vitað er um og þar af leiðandi best staðsett til að rannsaka svarthol í smáatriðum. Rannsóknin á risasvartholinu í miðju Vetrarbrautarinnar og umhverfi þess, er í efsta sæti yfir tíu helstu stjörnufræðuppgötvanir ESO.
[2] Þegar skýið komst næst svartholinu var það um það bil fimm sinnum lengra frá svartholinu en Neptúnus er frá sólinni okkar. Það er óþægilega nálægt svartholi sem er fjórum milljón sinnum massameira en sólin!
[3] Í heildarsviðs-litrófsrita er ljósi sem hver myndeining eða díll (e. pixel) skipt í liti sína og litróf tekið fyrir hverja myndeiningu. Síðan er hægt að greina litróf hvers litar fyrir sig og nota upplýsingar til að útbúa kort af hraða og efnaeiginleikum mismunandi hluta fyrirbærisins.
[4] Stjörnufræðingarnir vonast líka til að sjá merki um hversu hratt skýið verkar við allt gasið sem umlykur svartholið. Hinga til hafa engin ummerki fundist en frekari rannsóknir til að leita að slíkum áhrifum eru fyrirhugaðar.
[5] Stjörnufræðingar töldu að skýið gæti hafa myndast fyrir tilverknað stjörnuvinda frá stjörnum á sveimi um svartholið. Hugsanlega er það afleiðing efnisstróks frá miðju Vetrarbrautarinnar. Annar möguleiki var sá að skýið eigi rætur að rekja til vinda stjörnu í miðju skýsins eða gas- og rykskífu sem umlék stjörnuna.
[6] Þegar þessi atburður í miðju vetrarbrautarinnar kemur smám saman í ljós, vonast stjörnufræðingar til að sjá þróun skýsins breytast úr því að vera stjórnað af þyngdar- og flóðkröftum yfir í flókna og ólgandi straumfræði.
Frekari upplýsingar
Skýrt er frá þessari rannsókn í greininni „Pericenter passage of the gas cloud G2 in the Galactic Center“ eftir S. Gillessen o.fl. sem birtist í Astrophysical Journal.
Í rannsóknarhópnum eru S. Gillessen (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching í Þýskalandi [MPE]), R. Genzel (MPE; Departments of Physics and Astronomy, University of California, Berkeley í Bandaríkjunum), T. K. Fritz (MPE), F. Eisenhauer (MPE), O. Pfuhl (MPE), T. Ott (MPE), M. Schartmann (Universitätssternwarte der Ludwig-Maximilians-Universität, München í Þýskalandi [USM]; MPE), A. Ballone (USM; MPE) og A. Burkert (USM; MPE).
ESO er fremsta fjölþjóðlega stjörnustöð Evrópu og lang öflugasta stjörnustöð heims. Hún nýtur stuðnings 15 landa: Austurríkis, Belgíu, Brasilíu, Tékklands, Danmörku, Finnlands, Frakklands, Þýskalands, Ítalíu, Hollands, Portúgals, Spánar, Svíþjóðar, Sviss og Bretlands. ESO heldur úti metnaðarfullum verkefnum sem miða að hönnun, smíði og starfsemi öflugra stjörnustöðva á jörðinni sem gera stjörnufræðingum kleift að gera mikilvægar uppgötvanir. ESO leikur líka lykilhlutverk í að efla og skipuleggja samstarf í stjarnvísindarannsóknum. ESO starfrækir þrjár stjörnuathugunarstöðvar í heimsflokki: La Silla, Paranal og Chajnantor. Á Paranalfjalli starfrækir ESO Very Large Telescope, fullkomnustu stjörnusjónauka heims sem notaðir eru til athugana á sýnilegu ljósi og tvo kortlagningarsjónauka. VISTA er stærsti kortlagningarsjónauki veraldar fyrir innrautt ljós og VLT Survey Telescope er stærsti sjónauki heims sem eingöngu er ætlað að kortleggja himinn í sýnilegu ljósi. ESO er þátttakandi í ALMA, byltingarkenndum útvarpssjónauka og stærsta stjarnvísindaverkefni heims. ESO hyggur einnig á smíði 39 metra risasjónauka, European Extremely Large Telescope eða E-ELT sem verður „stærsta auga jarðar“.
Tenglar
Tengiliðir
Sævar Helgi Bragason
Þetta er þýðing á fréttatilkynningu ESO eso1332.University of Iceland
Reykjavík, Iceland
Farsími: +354-896-1984
Tölvupóstur: [email protected]
Tengdar myndir