Egy új pulzárt fedeznek fel a Tejútrendszer közepén, amely megmagyarázhatja a Földhöz legközelebb eső fekete lyuk, a Nyilas A működését.

Kapcsolódó hírek

Az egész galaxisunk egy hatalmas központi fekete lyuk körül forog, amelyet Nyilas A néven ismerünk, és amelynek tömege megegyezik a négymillió nap tömegével. A pulzár megtalálása a közelében volt a csillagászok egyik fő célja az elmúlt 20 évben. Most az a pulzár és sugárzásának vizsgálata lehetővé tette számunkra, hogy pontosan ellenőrizzük, hogy a fekete lyukak miként emésztenek fel mindent körülöttük és miért tűnik mind közülük a Nyilas A legaktívabbak között.

megmagyarázza

A pulzár egy kicsi neutroncsillag, amely nagy sebességgel forog, sugárzást bocsát ki szabályos időközönként a forgási periódusához viszonyítva. Egy kevesebb mint fél fényév felfedezésével a Nyilas A * -tól, amely ismeri galaxisunk nagy középső fekete lyukát, sikerült ellenőrizni, hogy az összes pulzárra jellemző intenzív mágneses terét miként veszi fel a « űrszörny ». Most egy nemzetközi tudóscsoport, főleg a bonni Max Planck Rádiócsillagászati ​​Intézet munkatársa, egy hatalmas, 100 méteres rádióteleszkóppal vizsgálta a pulzárt különböző rádiófrekvenciákon. Az eredményeket a héten teszik közzé a «Nature» online kiadásában.

Relativitás-elmélet

A pulzerek rendkívül precíz kozmikus órák, amelyek segítségével mérhető az objektum, ebben az esetben a fekete lyuk körüli tér és idő tulajdonságai, és így ellenőrizhető, hogy Einstein általános relativitáselmélete képes-e meghaladni az igényesebb teszteket.

Nem sokkal azután, hogy bejelentették, hogy a NASA Swift teleszkópja röntgenforrást talált, és a NASA NuSTAR távcsöve megállapította, hogy ez a forrás 3,76 másodperces időtartamú impulzusokat bocsát ki, az Intézet Max Planck of Radio Astronomy (MPIfR) elindította a pulzárfigyelő programot az Effelsberg Obszervatórium.

"Amint megtudtuk a rendszeres pulzálás felfedezését a NuSTAR teleszkóppal, az Effelsberg 100 méteres edényt a galaxis közepe irányába mutattuk" - mondja Ralph Eatough, az MPIfR Fundamentális Fizikai Kutatások Osztálya és szerzői tanulmány fő.

A második próbálkozással

„Első kísérletünknél a pulzár nem volt jól látható, de néhány pulzár makacs és további megfigyelésre szorul a felismerésükhöz. Másodszor, amikor megnéztük, a pulzár nagyon aktívvá vált rádiósávjában, és nagyon fényes volt. Alig hittem el, hogy végre észleltünk egy pulzárt a galaxis közepén. Mivel ez a pulzár olyan különleges lehet, a kutatócsoport elkötelezte magát nagy erőfeszítéseket annak bizonyítására, hogy a távoli térben valódi tárgy volt, és nem az ember által a Földön létrehozható rádiózavarokból.

Ezzel párhuzamosan más megfigyeléseket végeztek a világ más rádióteleszkópjaival, mint például a Jodrell Bank, a Very Large Array és a NANCAY. «Nagyon boldogok voltunk és aludtunk a megfigyelés és a megfigyelés között! Szombat reggel 6 órakor számítottuk a fluxus sűrűségét, és nem hittük el, hogy ez a pulzár olyan fényes "- mondja Evan Keane, a Jodrell Bank Obszervatóriumának munkatársa. - Az Effelsberg rádióteleszkópot úgy építették, hogy megfigyelhesse a galaktikus központot. És 40 évvel később az első rádió pulzort észlelik ott ”- magyarázza Heino Falcke, a Radboud Universiteit Nijmegen professzora. Néha türelmesnek kell lennünk. Fáradságos munka volt, de végül elértük ».

Az újonnan felfedezett pulzár, PSR J1745-2900 néven, a pulzusok egy meghatározott alcsoportjába, az úgynevezett magnetárokba tartozik. Ezek rendkívül nagy mágneses térrel rendelkező pulzárok, 100 millió Tesla nagyságrendű, körülbelül 1000-szer erősebbek, mint a közönséges neutroncsillagok mágneses terei, vagy 100 milliárdszor a Föld mágneses tere.

Az ezen tárgyakból származó emisszió szintén erősen polarizált. Ezért a külső mágneses mező által okozott polarizációs sík forgásának mérése (az úgynevezett Faraday-effektus) felhasználható annak a mágneses térnek az erősségére a pulzár látóvonalán.

Így nagyon ígéretes helyzet, ha erős mágneses mező van a galaxis közepén található fekete lyuk közelében. A fekete lyuk lassan mindent elnyel a környezetében (különösen a forró ionizált gázt) egy felgyülemlés során, amelynek vége látszólag nincs.

A gáz által a lyukba kerülő mágneses mezők befolyásolhatják az akkumulációs áramlás szerkezetét és dinamikáját, elősegítve vagy akár akadályozva a folyamatot. Az új pulzár lehetővé tette a mágneses mező erősségének mérését a központi fekete lyuk akkumulációs áramlásának kezdetén, megmutatva, hogy valójában nagy léptékű és erős mágneses mező létezik.

"A Nyilas A * tulajdonságainak megértéséhez meg kell értenünk a gáz felhalmozódását a fekete lyukban" - mondja Michael Kramer, az MPIfR igazgatója és annak alapfizikai kutatási osztályának vezetője. „Azonban mindeddig a gáz mágnesezettsége, amely az akkreditációs áramlás szerkezetének meghatározó paramétere, ismeretlen maradt. A most felfedezett pulzár lehetővé tette számunkra, hogy megváltoztassuk tanulmányozási technikáinkat, hogy megvizsgáljuk a mágneses tér erősségét a gázfelhalmozódás ezen áramlása kezdetén a központi tárgynál ».

Ezek a mágneses mezők mind felgyorsíthatják, mind lelassíthatják az akkréciót, pontos ismereteik pedig a pulzár segítségével megmagyaráznák, hogy a Nyilas A * miért tűnik éhezőnek a többi galaxis szupermasszív fekete lyukához képest.

Szupernehéz fekete lyuk

Most meggyőző bizonyíték van arra, hogy galaxisunk közepe szupermasszív fekete lyukat tartalmaz. A Garchingban és másutt működő Max Planck Földönkívüli Fizikai Intézet tudósai nagyon pontosan megmérték a tömegét, de számos tulajdonságát még mindig nem értik.

A mágnesek közvetlen közelében történő felfedezése segít megmagyarázni néhány megfigyelést. A mágnesek ritka fajok a pulzárok populációjában (a mai napig ismert minden 2000 pulzusból csak 4), ami arra utal, hogy ezen pulzárok nagy populációja lehet a galaktikus központban. De nem érthető, hogy a korábbi vizsgálatok miért nem fedezték fel őket. Úgy gondolták, hogy az első napokban a rádióhullámok nagyon erős szórása lehet az oka, de úgy tűnik, hogy a PSR J1745-2900 felfedezése ellentmond ennek az elméletnek.

sajnálatos módon, az újonnan felfedezett pulzár még mindig túl messze van a fekete lyuktól ahhoz, hogy pontosan kitapogassa a téridőt keringési minimumaiból, mivel időszaka körülbelül 500 év. Ezenkívül a magnetáris pulzárok nagyon zajosak, ezért óraként használva pontatlanok. "Ideális esetben egy gyorsabban forgó pulzort szeretnénk felfedezni, amelyek még közelebb vannak a Nyilas A-hoz, ami pontosabb időzítést tesz lehetővé" - mondja Ralph Eatough. "Az új pulzár reményeket ébresztett ebben a lehetőségben a jövőben".

A pulzár fél fényévnyire található a Nyilas A-tól, egy nagy kompakt és fényes rádióforrástól, amely galaxisunk közepén létezik, és amelyet számos tudományos tanulmány társít egy szupermasszív fekete lyukhoz.

A felfedezést egy csillagászcsoport készítette a bonni Max Planck Intézetből (Németország), és arra utal, hogy a megtalált pulzár jelzi a erős mágneses mező a Tejútrendszer közepén és ezért a fekete lyuk körül is.

Ennek a következtetésnek a levonásához a tudósok olyan korábbi tanulmányokból indultak ki, amelyek biztosítják, hogy a mágneses mezők a neutroncsillagokra jellemzőek legyenek, ezért az új pulzár és a Nyilas A közelsége miatt az első intenzív mágneses tere eléri a második.

Zabálja a körülötted lévő dolgot

"Ez a mágneses mező feltárhatja, hogy a fekete lyuk elnyeli a körülötte lévő anyagot, és miért tűnik annyira inaktívnak az univerzum többi részén található többi fekete lyukhoz képest" - magyarázta az Efe-nek. Ralph eatough, vizsgálatvezető.

A német csapat szerint ez a Nyilas A-ra gyakorolt ​​hatás kulcsfontosságú a galaxisunk középpontjában elhelyezkedő szupermasszív fekete lyukkal kapcsolatos fontos hipotézisek tisztázásában, hogy miként lehet pontosan megmérni a forró gáz áramlását, amelyből táplálkozik.

A tudósok is úgy vélik, hogy ennek a mágneses mezőnek a tanulmányozásával igazolni tudják a fekete lyuk közelmúltbeli rádió- és röntgenemisszióit, amelyek felelősek a "jelenlegi fényért".

A kutatást két év alatt végezték a Tejútrendszer közepének feltárásával, száz méter átmérőjű antennával ellátott rádióteleszkóp segítségével.

Bár több korábbi munka is védi a Tejútrendszer fekete lyukának körüli mágneses mező létezését, Eatough szerint ez az első tanulmány, amely valódi bizonyíték a közelségére.

Ez egy olyan felfedezés, amelynek "nagy hatása van az asztrofizikára", mert "a mágneses mezők fekete lyukakra gyakorolt ​​hatása elengedhetetlen ahhoz, hogy megértsük a galaxis fejlődését a történelem során" - mondta a csillagász.

A szakértő által vezetett csapat számára a megállapítás növeli az esélyét az új pulzusok megtalálásának «még közelebb a fekete lyukhoz», Tehát továbbra is ugyanazon a vonalon folytatják a nyomozást.

Ugyanakkor új tanulmányokat kívánnak vállalni, amelyek tesztelik az Einstein által a 20. század elején meghirdetett relativitáselméletet, azzal a céllal, hogy részletesebben elmagyarázzák a gravitációs erő működését ”- tette hozzá Eatough.