Vēsturisks brīdis – uzņemts attēls ar supermasīvo melno caurumu mūsu galaktikas centrā

Sadarbojoties vairākiem simtiem zinātnieku un vienotā, sinhronā tīklā saslēdzot astoņus radioteleskopus dažādās pasaules vietās, 2019. gadā EHT projekts pārsteidza pasauli ar pirmo melnā cauruma foto – galaktikas M87 centrā esošā supermasīvā melnā cauruma "portretu". Protams, pašu melno caurumu nobildēt gluži nevar, tāpēc jau tas ir melnais caurums. Attēlā redzamais ir akrēcijas disks ap šo objektu. Akrēcijas diskā virpuļo saspiesta un uzkarsēta gāze, tā redzama kā spožs starojuma avots.

Šoreiz pienācis brīdis mūsu pašu galaktikas – Piena Ceļa – centrālā melnā cauruma fotosesijai. Iepazīsties – tāds izskatās Sagittarius A* jeb Sgt A*.

Vairākas pazīmes par to, ka Piena Ceļa centrā "kaut kam ir jābūt", astrofiziķiem lika domāt jau sen. Turklāt ne tikai mūsu galaktikā, bet gandrīz visu lielo galaktiku centros – vērojot zvaigžņu, gāzu un citas matērijas riņķošanu, iespējams aptuveni aplēst arī šo ar optiskajiem teleskopiem nesaskatāmo milžu masu un rādiusu. Zvaigžņu novērojumi – piemēram, īpaši būtiska loma bija zvaigznes S2 kustības vērošanai – arī palīdzēja aplēst Sgr A* aptuveno masu. Astronomi uzskata, ka mūsu galaktikas centrālajam melnajam caurumam ir apmēram četri miljoni Sauļu masu.

Tas ir daudz mazāks par pirmajā melnā cauruma bildē iemūžināto milzi M87 galaktikas centrā – tā masa tiek lēsta 2,4 miljardu Saules masu apmērā jeb citiem vārdiem – tas ir apmēram 600 reižu masīvāks par Piena Ceļa centrālo melno caurumu. Tomēr M87* no mums atrodas arī daudz, daudz tālāk – 54 miljonu gaismas gadu attālumā.

Līdzīgi kā M87 galaktikas melnā cauruma attēlā, arī šajā ir redzams akrēcijas disks ap melno caurumu. Pirmais vizuālais un tiešais pierādījums, ka šis kompaktais objekts galaktikas centrā tiešām ir melnais caurums.

"Mēs bijām pārsteigti, cik labi šī gredzena izmērs sakrita ar Einšteina Vispārīgās relativitātes teorijas prognozēm. Šie bezprecedenta novērojumi pamatīgi uzlabojuši mūsu izpratni par to, kas notiek mūsu pašu galaktikas centrā, un sniedz jaunus ieskatus, kā šie milzu melnie caurumi mijiedarbojas ar vidi sev apkārt," paziņojumā presei klāsta viens no EHT projekta zinātniekiem Džefrijs Bouers.

"Mums ir divas pilnīgi dažāda tipa galaktikas (M87 ir elipsveida galaktika, Piena Ceļš ir spirālveida galaktika – red.) un divi ļoti atšķirīgu masu melnie caurumi, taču tuvu to robežai tie izskatās apbrīnojami līdzīgi," Boueram par Vispārīgās relativitātes teorijas prognozēm piebalso Amsterdamas Universitātes teorētiskās astrofizikas profesore Sera Markova. "Visas atšķirības, kuras varam saskatīt tālāk no melno caurumu robežām, drīzāk atkarīgas no atšķirībām apkārt esošajā materiālā," sprieda zinātniece.

Kaut SGt A* ir daudz, daudz tuvāk mums nekā M87 galaktikas centrā esošais melnais caurums, šo attēlu iemūžināt bijis krietni grūtāk. "Gāze melno caurumu tuvumā kustās līdzīgā ātrumā – gandrīz vai gaismas ātrumā. Taču, kamēr gāzei vajag dienas vai nedēļas, lai apriņķotu daudz lielāko M87*, mazākā Sgt A* gadījumā gāze pilnu riņķi veic vien minūšu laikā. Tas nozīmē, ka gāzes spožums un kustība akrēcijas diskā novērojumu brīdī ap Sgt A* bija strauji mainīga," skaidro Či-kuaņs Čans no Arizonas Universitātes. Viņš salīdzina, ka tas ir kā "mēģināt uzņemt skaidru attēlu ar kucēnu, kurš strauji riņķo un pats ķer savu asti" – tikai astronomiskos mērogos, protams.

Lai bilde būtu kaut cik skaidra, cik nu ar šī brīža metodēm iespējams, pētniekiem nācās izstrādāt gan jaunus algoritmus, lai kompensētu straujo gāzu riņķošanu ap melno caurumu, gan arī šis attēls ir "izvilkts vidējais" no vairākiem foto, turpretī daudz "mierīgākā" M87* gadījumā gandrīz visi attēli izskatījās vienādi.

Kopumā šajā projektā roku pielika vairāk nekā 300 zinātnieku no 80 institūtiem visā pasaulē. Pētījums, kurā izklāstīts šis sasniegums, publicēts prestižā astronomijas žurnāla "The Astrophysical Journal Letters" speciālizlaidumā.