Zespół naukowców dokonał niezależnej ponownej analizy danych obserwacyjnych supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej.
Zespół badawczy kierowany przez adiunkta Makoto Miyoshi z Narodowego Obserwatorium Astronomicznego Japonii (NAOJ) niezależnie przeanalizował dane obserwacyjne supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej, uzyskane i opublikowane przez międzynarodowy wspólny projekt obserwacyjny Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT). Odkryli oni, że struktura ta jest nieznacznie wydłużona w kierunku wschód-zachód. Badania te stanowią nowe spojrzenie na publicznie dostępne dane EHT i pokazują proces naukowy, w którym pewność odpowiedzi wzrasta, gdy różni naukowcy kontynuują badanie i omawianie teorii.
Galaktyka Drogi Mlecznej, w której żyjemy, zawiera 100 miliardów gwiazd podobnych do Słońca. We Wszechświecie istnieje niezliczona ilość tak dużych galaktyk, z których większość posiada w swoich jądrach supermasywne czarne dziury o masie miliony do miliardów razy większe niż masa Słońca. Galaktyka Drogi Mlecznej również posiada supermasywną czarną dziurę w swoim centrum, zwaną Sagittarius A* (Sgr A).Czarna dziura pochłania wszystko, łącznie ze światłem, uniemożliwiając zobaczenie samej supermasywnej czarnej dziury, ale analiza ruchu gwiazd krążących wokół niej z dużą prędkością wskazuje, że Sagittarius A* ma masę około 4 milionów razy większą niż Słońce. Uważnie obserwując jej otoczenie, możemy uzyskać wskazówki dotyczące natury niewidzialnej czarnej dziury.
EHT obserwował Sgr A* w 2017 roku za pomocą sieci ośmiu naziemnych radioteleskopów przy użyciu techniki znanej jako interferometria radiowa w celu połączenia wyników z różnych teleskopów. Wyniki tych obserwacji zostały opublikowane w 2022 roku, w tym obraz jasnej struktury pierścieniowej otaczającej centralny ciemny obszar, wskazujący na obecność czarnej dziury.
W przeciwieństwie do typowej fotografii, dane z obserwacji łączących kilka znacznie oddalonych od siebie radioteleskopów zawierają wiele luk w kompletności, dlatego do skonstruowania obrazu z danych wykorzystywane są specjalne algorytmy. W tych badaniach zespół wykorzystał powszechnie stosowane metody do danych EHT, w przeciwieństwie do własnej oryginalnej metody analizy EHT. Miyoshi wyjaśnił: Nasz obraz jest nieco wydłużony w kierunku wschód-zachód, a wschodnia połowa jest jaśniejsza niż zachodnia. Uważamy, że taki wygląd oznacza, że dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę rotuje.
Dane obserwacyjne i metody analizy EHT są swobodnie dostępne, a wielu badaczy zweryfikowało wyniki analizy EHT. Badania te są również częścią tych regularnych działań weryfikacyjnych. Interferometria radiowa łącząca teleskopy na całym świecie jest rozwijającą się technologią, a badania nad analizą danych i przetwarzaniem obrazu trwają, wykorzystując wiedzę ze statystyki i innych pokrewnych dyscyplin. Struktury przedstawione w tych badaniach różnią się od wyników zespołu EHT, ale obie są prawdopodobnie strukturami uzyskanymi z danych przy użyciu odpowiednich metod. EHT odgrywa ważną rolę w badaniach nad czarnymi dziurami, zabiegając o niezależną weryfikację i dostarczając otwarte dane do weryfikacji. Mamy nadzieję, że bardziej wiarygodny obraz Sagittarius A* wyłoni się z aktywnej dyskusji naukowców w oparciu o ulepszone metody analizy i dane z obserwacji uzupełniających przeprowadzonych od 2018 roku.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
Źródło:
NAOJ