Pressemeddelelse

Kugler af gas kredser om det sorte hul i Mælkevejens centrum

Observeret i detaljer for første gang med ESOs instrument GRAVITY

31. oktober 2018

Der lurer et supertungt sort hul i Mælkevejens centrum. Det har længe været antaget, og nu har ESOs supersensitive instrument GRAVITY givet flere indicier til antagelsen. De nye observationer viser, at klumper af gasarter hvirvler rundt med hastigheder på omkring 30% af lysets hastighed i cirkelbaner tæt ved begivenhedshorisonten for det sorte hul. Det er første gang stof er observeret i så stor detalje så tæt på dette 'point of no return' ved et sort hul.

 

Udbrud af infrarød stråling fra stofskiven omkring Sagittarius A*  er observeret med ESOs instrument GRAVITY, som er monteret på Very Large Telescope (VLT). Strålingen kommer fra det tunge objekt, som befinder sig i hjertet af Mælkevejen, og udbruddene bekræfter det, som forskerne længe har formodet; nemlig at objektet er et supertungt sort hul. Udbrudene stammer fra stof, som kredser meget tæt ved det sorte huls begivenhedshorisont, og det her er de mest detaljerede observationer til dato af stof, som kredser så tæt på et sort hul.

Noget af stoffet i denne stofskive — den skive af gas, som kredser omkring Sagittarius A* med relativistiske hastigheder[2] - kan kredse om skiven i sikkerhed, men hvis noget af det kommer for tæt på, er det dømt til at blive trukket ind bag begivenhedshorisonten. Det tætteste ved et sort hul, som stof kan kredse uden ufravigeligt at blive trukket ind af den koncentrerede masse, kaldes den inderste stabile bane, og det er derfra, de observerede udbrud stammer.

"Det er helt forrygende faktisk at kunne se stof, som kredser omkring et tungt sort hul med 30% af lyshastigheden," strålede Oliver Pfuhl, som forsker ved MPE. "GRAVITYs fantastiske følsomhed har givet os mulighed for at se processerne i real-time i hidtil usete detaljer."

Det har kun været muligt at indhøste disse målinger takket være et internationalt samarbejde og de bedste instrumenter[3]. GRAVITY kombinerer lyset fra fire teleskoper ved ESOs VLT til et virtuelt superteleskop, som er 130 meter i diameter.

Tidligere i år gjorde sammenholdning af data fra instrumenterne GRAVITY og SINFONI, som også er koblet til VLT, det muligt for det samme hold af forskere at måle den tætte passage for stjernen S2, da den krydsede ind igennem det ekstremt kraftige tyngdefelt tæt ved Sagittarius A*. Her målte de for første gang de effekter, som er forudsagt af Einsteins Generelle Relativitetsteori i så ekstremt et miljø. Ved S2s passage blev der også observeret kraftig infrarød stråling.

"Vi overvågede nøje S2, og selvfølgelig holdt vi også øje med Sagittarius A*", forklarede Pfuhl. "I observationsperioden var vi så heldige, at vi så tre klare udbrud fra området omkring det sorte hul - det var blot et heldigt sammentræf!"

Strålingen kommer fra elektroner med meget høj energi tæt ved de sorte hul. Den blev set som tre tydelige udbrud, som præcist modsvarer teoretiske forudsigelser for hot-spots, som kredser tæt ved et sort hul med fire millioner solmasser[4]. Forskerne formoder, at udbruddene stammer den magnetiske vekselvirkninger i den meget varme gas tæt inde omkring Sagittarius A*.

Reinhard Genzel, fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) i Garching, Tyskland, som er leder af undersøgelsen, forklarer: "Det har altid været et af vore drømmescenarier, men vi turde ikke håbe på, at det ville være muligt så tidligt." Med reference til den hidtidige antagelse om, at Sagittarius A* er et supertungt sort hul, konkluderer Genzel: "Resultatet her er en solid bekræftelse af ideen om, at det drejer sig om et tungt sort hul."

Noter

 

[1] Forskningsresultaterne er indhentet af forskere fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE), Observatoire de Paris, Université Grenoble Alpes, CNRS, Max Planck Institute for Astronomy, University of Cologne, Portuguese CENTRA – Centro de Astrofisica e Gravitação og ESO.

[2] Når hastigheder er så høje, at man ser de effekter, som følger af Einsteins Relativitetsterori, kaldes de for relativistiske. I tilfældet med skiven omkring Sagittarius A* bevæger gasserne sig med omkring 30% af lysets hastighed.

 [3] GRAVITY er udviklet i et samarbejde imellem Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (Tyskland), LESIA fra Paris Observatory–PSL/CNRS/Sorbonne Université/Univ. Paris Diderot og IPAG fra Université Grenoble Alpes/CNRS (Frankrig), Max Planck Institute for Astronomy (Tyskland), University of Cologne (Tyskland), CENTRA–Centro de Astrofísica e Gravitação (Portugal) og ESO.

[4] En solmasse er en enhed, som bruges ofte i astronomien. Enheden svarer til, hvor meget vores nærmeste stjerne Solen vejer - 1,989 x 10³⁰ kg. Det betyder, at Sagittarius A* vejer 1,3 trillion gange mere end Jorden.

Mere information

 

Forskningsresultaterne er offentliggjort i en artikel med titlen "Detection of Orbital Motions Near the Last Stable Circular Orbit of the Massive Black Hole SgrA*", af GRAVITY Collaboration, i tidsskriftet Astronomy & Astrophysics den 31. oktober 2018.

GRAVITY Collaboration team består af: 

R. Abuter (ESO, Garching, Tyskland), A. Amorim (Universidade de Lisboa, Lisbon, Portugal), M. Bauböck (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, Tyskland [MPE]), J.P. Berger (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, IPAG, Grenoble, Frankring [IPAG]; ESO, Garching, Tyskland), H. Bonnet (ESO, Garching, Tyskland), W. Brandner (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Tyskland [MPIA]), Y. Clénet (LESIA, Observatoire de Paris, PSL Research University, CNRS, Sorbonne Universités, UPMC Univ. Paris 06, Univ. Paris Diderot, Meudon, Frankring [LESIA])), V. Coudé du Foresto (LESIA), P. T. de Zeeuw (Sterrewacht Leiden, Leiden University, Leiden, Nederlandene; MPE), C. Deen (MPE), J. Dexter (MPE), G. Duvert (IPAG), A. Eckart (University of Cologne, Cologne, Tyskland; Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Tyskland), F. Eisenhauer (MPE), N.M. Förster Schreiber (MPE), P. Garcia (Universidade do Porto, Porto, Portugal; Universidade de Lisboa Lisboa, Portugal), F. Gao (MPE), E. Gendron (LESIA), R. Genzel (MPE; University of California, Berkeley, California, USA), S. Gillessen (MPE), P. Guajardo (ESO, Santiago, Chile), M. Habibi (MPE), X. Haubois (ESO, Santiago, Chile), Th. Henning (MPIA), S. Hippler (MPIA), M. Horrobin (University of Cologne, Cologne, Tyskland), A. Huber (MPIA), A. Jimenez Rosales (MPE), L. Jocou (IPAG), P. Kervella (LESIA; MPIA), S. Lacour (LESIA), V. Lapeyrère (LESIA), B. Lazareff (IPAG), J.-B. Le Bouquin (IPAG), P. Léna (LESIA), M. Lippa (MPE), T. Ott (MPE), J. Panduro (MPIA), T. Paumard (LESIA), K. Perraut (IPAG), G. Perrin (LESIA), O. Pfuhl (MPE), P.M. Plewa (MPE), S. Rabien (MPE), G. Rodríguez-Coira (LESIA), G. Rousset (LESIA), A. Sternberg (School of Physics and Astronomy, Tel Aviv University, Tel Aviv, Israel, Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), O. Straub (LESIA), C. Straubmeier (University of Cologne, Cologne, Tyskland), E. Sturm (MPE), L.J. Tacconi (MPE), F. Vincent (LESIA), S. von Fellenberg (MPE), I. Waisberg (MPE), F. Widmann (MPE), E. Wieprecht (MPE), E. Wiezorrek (MPE), J. Woillez (ESO, Garching, Tyskland), S. Yazici (MPE; University of Cologne, Cologne, Tyskland).

ESO er den fremmeste fællesnationale astronomiorganisation i Europa, og verdens langt mest produktive jordbaserede astronomiske observatorium. 16 lande er med i ESO: Belgien, Danmark, Finland, Frankrig, Irland, Italien, Nederlandene, Polen, Portugal, Spanien, Sverige, Schweiz, Storbritannien, Tjekkiet, Tyskland og Østrig, og desuden værtsnationen Chile. Australien er med som strategisk partner. ESO har et ambitiøst program, som gør det muligt for astronomer at gøre vigtige videnskabelige opdagelser. Programmet har focus på design, konstruktion og drift af stærke jordbaserede observatorier. Desuden har ESO en ledende rolle i formidling og organisering af samarbejde omkring astronomisk forskning. ESO driver tre enestående observatorier i verdensklasse i Chile: La Silla, Paranal og Chajnantor. På Paranal driver ESO VLT, Very Large Telescope, som er verdens mest avancerede observatorium for synligt lys, samt to oversigtsteleskoper. VISTA, som observerer i infrarødt, er verdens største oversigtsteleskop, og VLT Survey Teleskopet er det største teleskop bygget til at overvåge himlen i synligt lys. ESO er en af de største partnere i ALMA, som er det største eksisterende astronomiprojekt. For tiden bygges ELT, et 39 m optisk og nærinfrarødt teleskop på Cerro Armazones, tæt ved Paranal. Det bliver "verdens største himmeløje".

Links

 

• Forskningsartiklen
• Fotos af VLT
• ESO fotos af det galaktiske centrum

Kontakter

Oliver Pfuhl
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30 000 3295
E-mail: pfuhl@mpe.mpg.de

Jason Dexter
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30 000 3324
E-mail: jdexter@mpe.mpg.de

Thibaut Paumard
CNRS Researcher
Observatoire de Paris, France
Tel: +33 145 077 5451
E-mail: thibaut.paumard@obspm.fr

Xavier Haubois
ESO Astronomer
Santiago, Chile
Tel: +56 2 2463 3055
E-mail: xhaubois@eso.org

IR Group Secretariat
Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30000 3880
E-mail: ir-office@mpe.mpg.de

Hannelore Hämmerle
Public Information Officer, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 30 000 3980
E-mail: hannelore.haemmerle@mpe.mpg.de

Calum Turner
ESO Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Tel: +49 89 3200 6670
E-mail: pio@eso.org

Ole J. Knudsen (Pressekontakt Danmark)
ESOs formidlingsnetværk og Aarhus Space Centre, Aarhus Universitet
Aarhus, Danmark
Tel: +45 8715 5597
E-mail: eson-denmark@eso.org

Connect with ESO on social media

Dette er en oversættelse af ESO pressemeddelelse eso1835 lavet af ESON - et netværk af personer i ESOs medlemslande, der er kontaktpunkter for medierne i forbindelse med ESO nyheder, pressemeddelelser mm.