Vědci tvrdí, že na ikonickém snímku černé díry je něco špatně

černé díry
Autor: AlexAntropov86 / Zdroj: Pixabay

Vzpomínáte si na úžasný „první snímek“ černé díry Sagittarius A* (Sgr A) v srdci Mléčné dráhy? Podle vědců z Japonské národní astronomické observatoře (NAOJ) nemusí být zcela přesný.

Místo toho může být akreční disk kolem Sgr A* spíše protáhlý než kruhového tvaru, který jsme poprvé viděli v roce 2022. Vědci z NAOJ použili různé metody analýzy dat Sgr A*, která poprvé pořídil tým Event Horizon Telescope (EHT). Data EHT pocházejí ze sítě osmi pozemních radioteleskopů.

Původní analýza ukázala jasnou prstencovou strukturu obklopující tmavou centrální oblast. Opětovná analýza, jejímž výsledkem je jiný tvar, naznačuje něco o pohybech a rozložení hmoty v disku. Abychom byli k oběma týmům spravedliví, data z rádiové interferometrie je notoricky známé, že jejich analýza je velmi složitá.

Podle astronoma z NAOJ Miyoshi Mikata může být zaoblený vzhled způsoben způsobem konstrukce snímku. „Předpokládáme, že obraz prstence vznikl v důsledku chyb při analýze snímků EHT a že jeho část je artefaktem, nikoliv skutečnou astronomickou strukturou,“ navrhl Miyoshi.

Vysvětlení vzhledu černé díry

Jak tedy vypadá Sgr A* v reanalýze NAOJ? „Náš snímek je mírně protáhlý ve směru východ-západ a východní polovina je jasnější než západní,“ řekl Miyoshi.

„Domníváme se, že tento vzhled znamená, že akreční disk obklopující černou díru rotuje rychlostí přibližně 60 % rychlosti světla.“

Akreční disk je naplněn přehřátým materiálem, který takříkajíc „obíhá kolem stoky“ a vlévá se do černé díry o hmotnosti 4 miliony Sluncí. Jak materiál cyklicky prochází akrečním diskem, tření a působení magnetických polí jej ohřívá. To způsobuje jeho záření, především v rentgenovém a viditelném světle, a také rádiové záření.

Tvar akrečního disku ovlivňují také různé faktory, včetně rotace samotné černé díry. Kromě toho má na tvar vliv rychlost akrece (tj. kolik materiálu do disku spadne) a také úhlový moment materiálu. Gravitační přitažlivost černé díry také zkresluje náš pohled na akreční disk. Toto zkreslení typu „zrcadla“ neuvěřitelně ztěžuje jeho zobrazení. Ukazuje se, že oba pohledy na skutečný tvar disku – původní kruhový pohled EHT nebo protáhlý pohled NAOJ – by mohly být přesné.

Proč tedy existují různé pohledy na černou díru?

Jak týmy dospěly ke dvěma mírně odlišným pohledům na Sgr A* na základě stejných dat? „Žádný dalekohled nedokáže zachytit astronomický obraz dokonale,“ upozornil Miyoshi. V případě pozorování EHT se ukázalo, že interferometrická data z široce propojených dalekohledů mohou mít mezery. Při analýze dat musí vědci použít speciální techniky, aby sestavili kompletní obraz. Právě to tým EHT udělal a výsledkem je snímek „kulaté černé díry“.

Miyoshiho tým publikoval článek popisující jejich výsledky. V něm navrhují, že prstencová struktura na snímku 2022 zveřejněném EHT je artefakt způsobený hrbolatou funkcí rozprostření bodu (PSF) dat EHT.

PSF popisuje, jak se zobrazovací systém vypořádává s bodovým zdrojem v oblasti, na kterou se dívá. Pomáhá udávat míru rozmazání, ke kterému dochází v důsledku nedokonalostí optiky (nebo v tomto případě mezer v interferometrických datech). Jinými slovy, měl problémy s „vyplňováním“ mezer.

Tým NAOJ data znovu analyzoval a k vyhlazení mezer v datech použil jinou metodu mapování. Výsledkem byl protáhlý tvar akrečního disku Sgr A*.

Polovina disku je jasnější a předpokládají, že je to způsobeno Dopplerovým zesílením, protože disk rychle rotuje. Naznačují, že nově analyzovaná data a protáhlý obraz ukazují část disku, která leží několik Schwarzschildových poloměrů od černé díry, rotuje extrémně rychle a je pozorována pod úhlem 40°-45°.

Co bude dál?

Tato reanalýza by měla přispět k lepšímu pochopení toho, jak vlastně akreční disk Sgr A* vypadá. Studie EHT Sgr A*, která vyústila ve zveřejnění snímků v roce 2022, byla prvním podrobným pokusem o zmapování oblasti kolem černé díry.

Konsorcium EHT pracuje na vylepšeních, která umožní získat lepší a podrobnější interferometrické snímky této i dalších černých děr. To by nakonec mělo vést k přesnějším pohledům. Následné studie by měly pomoci zaplnit případné mezery v pozorování akrečního disku. Kromě toho by podrobné studie blízkého okolí černé díry měly poskytnout více informací o černé díře ukryté uvnitř disku.

Autor: Lukáš Drahozal

Zdroj: earthsky.org, universetoday.com

Průměrné hodnocení 2.6 / 5. Počet hodnocení: 5

Zatím nehodnoceno.

Přidat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *