Jest pierwsze "zdjęcie" czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Udział w odkryciu mają też Polacy

Zaprezentowane w czwartek zdjęcie dla laika nie wygląda ekscytująco, ale w świecie nauki ma doniosłe znaczenie. Do tej pory - i to od dość dawna - astronomowie tylko podejrzewali, że w centrum naszej galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura. Najsilniejszym dowodem na to były do tej pory obserwacje ruchu gwiazd w pobliżu centrum (Sagittarius A*, w skrócie Sgr A*), wskazujące na obecność w tym miejscu masy cztery miliony razy większej niż masa Słońca.

Zaprezentowane w czwartek zdjęcie jest pierwszym bezpośrednim wizualnym potwierdzeniem istnienia czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Na zdjęciu widać cień czarnej dziury i jasny pierścień tuż obok horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Rozmiar cienia czarnej dziury ma około 52 mikrosekundy łuku na niebie.

O odkryciu poinformowały Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) oraz uczestnicy projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT).

Czarna dziura to obszar, w którym siła grawitacja jest tak potężna, że nie pozwala uciec żadnej materii, a nawet światłu. Do jej wytworzenia potrzeba zgromadzenia bardzo dużej masy w małej objętości. Matematyczna granica tego obszaru zwana jest horyzontem zdarzeń. Istnieją dwa główne rodzaje czarnych dziur: o masach gwiazdowych oraz supermasywne czarne dziury o masach milionów, a nawet miliardów mas Słońca.

Dalsza część artykułu znajduje się pod materiałem wideo

Obraz czarnej dziury naukowcy uzyskali w wyniku analizy danych z obserwatoriów radiowych, współpracujących w ramach projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT). Efekty swoich prac naukowcy przedstawili w czwartek, na zorganizowanych równocześnie w kilku miejscach na świecie konferencjach prasowych.

Jesteśmy oszołomieni tym, jak dobrze rozmiar pierścienia zgadza się z przewidywaniami ogólnej teorii względności Einsteina. Te bezprecedensowe obserwacje znacznie poprawiły zrozumienie tego, co dzieje się w samym centrum naszej galaktyki i dają nowy wgląd w interakcje olbrzymiej czarnej dziury z otoczeniem - podkreślił Geoffrey Bower z Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica w Tajpej (Tajwan), pracujący w zespole projektu EHT.

W pracach brał udział zespół złożony z ponad 300 naukowców z 80 instytutów z całego świata. W zespole EHT jest dwoje Polaków: prof. Monika Mościbrodzka z Radboud University w Nijmegen (Holandia) oraz dr Maciek Wielgus z Max Planck Institute for Radioastronomy w Bonn (Niemcy).

Zobaczenie po raz pierwszy centrum naszej galaktyki ma wręcz filozoficzne znaczenie - powiedział dr Maciej Wielgus.

Pierwsze w historii zdjęcie ukazujące cień czarnej dziury, innej niż ta, której zdjęcie zobaczyliśmy w czwartek, zaprezentowano już trzy lata temu. Był to obiekt w centrum galaktyki M87. - Ciekawie było zobaczyć "jakąś" czarną dziurę po raz pierwszy w historii. M87 jest od nas odległa o 55 mln lat świetlnych, ale w skali wszechświata to nasz bliski sąsiad - powiedział w rozmowie z PAP dr Wielgus.

Teraz widzimy po raz pierwszy najgłębsze centrum naszej własnej galaktyki, wokół którego wszyscy obracamy się z prędkością jednego obrotu na 250 milionów lat. To jest "nasza" czarna dziura - wskazał uczony.

Dr Maciej Wielgus wyjaśnił, że praca ta ma przede wszystkim znaczenie naukowe. - Większość astrofizyków uważa, że Sagittarius A* to najbardziej interesująca czarna dziura we wszechświecie, m.in. dlatego, że wszystko wokół niej dzieje się bardzo szybko. A to sprzyja badaniom dynamiki tego obiektu i jego otoczenia - zauważył naukowiec.

Jak mówi dr Wielgus, astrofizycy bardzo chcą zrozumieć, co się dzieje w centrum naszej galaktyki. - Dzięki temu obrazowi dowiedzieliśmy się kilku nowych rzeczy - dodał. - Zdobywamy specjalistyczną wiedzę, np. taką, że Sagittarius A* dynamicznie zmienia się w krótkiej skali czasowej. Oznacza to, że w przyszłości możemy studiować dynamikę opadania materii na czarną dziurę.

Dzięki temu, że naukowcy dysponują teraz obrazami dwóch supermasywnych czarnych dziur (jednej z górnego, a drugiej z dolnego krańca przedziału mas tego rodzaju obiektów), mogą badać różnice pomiędzy nimi i lepiej testować zachowanie grawitacji w tak ekstremalnych środowiskach.

Wyniki badań opublikowano w serii artykułów, które ukazały się w specjalnym wydaniu naukowego czasopisma "The Astrophysical Journal Letters".