სიახლეები
ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში არსებული ზემასიური შავი ხვრელი ცნობილი როგორც Sagittarius A*, ან Sgr A*. მას ათწლეულების განმავლობაში სწავლობდნენ ასტრონომები. ირმის ნახტომის ცენტრში, ერთი შეხედვით ცარიელი ადგილის ირგვლივ მბრუნავი ვარსკვლავების მოძრაობაზე დაყრდნობით, მათ დაასკვნეს, რომ Sgr A*-ის მასა მზის მასას 4 მილიონჯერ აღემატება. ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში უზარმაზარი, ფარული, შავი ხვრელის არსებობის შესახებ ასევე მიუთითებდნენ სხვა კვლევებიც, მათ შორის ბოლო დაკვირვებები Hubble (NASA) კოსმოსური ტელესკოპით.
შავი ხვრელების გამოსახულების მისაღებად, ასტრონომებს მოუწიათ რამდენიმე რადიოტელესკოპის შესაძლებლობების გაერთიანება და შექმნეს ე. წ. მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპი - EHT (Event Horizon Telescope). ეს კოლაბორაცია წარმოადგენს 300-ზე მეტ მეცნიერს და სხვადასხვა კონტინენტზე განთავსებული რადიო-ობსერვატორიების ერთიან გლობალურ ქსელს, რომლებიც ინტერფერენციულ რეჟიმში მუშაობენ. როგორც კოლაბორაციის დასახელებიდან ჩანს, EHT-ს ამოცანაა ზემასიური შავი ხვრელების იმდენად დეტალურად ვიზუალიზაცია, რომ მოხერხდეს მათი მოვლენათა ჰორიზონტის დანახვა. ინტერფერენციული მეთოდმა ასტრონომებს საშუალება მისცა მიეღოთ არაჩვეულებრივი გარჩევადობის მქონე გამოსახულება, რამდენიმე ათეული კუთხური მიკრო წამი, რაც დაახლებით იგივეა, რომ მთვარის ზედაპირზე ფორთოხალი დაინახო.
EHT-მ პირველი გამოსახულება 2019 წლის 10 აპრილს გამოაქვეყნა. სურათზე ნაჩვენები იყო გალაქტიკა M87-ს ცენტრში მდებარე ზემასიური შავი ხვრელის ჩრდილი. სურათი გადაღებული იქნა 2017 წლის აპრილში, თუმცა ორი წელი დასჭირდა მონაცემების კალიბრებას და გამოსახულების აგების ახალი მეთოდების დამუშავებას.
2022 წლის 12 მაისს კი EHT კოლაბორაციამ ჟურნალში The Astrophysical Journal Letters გამოაქვეყნა სტატია, სადაც მოყვანილია Sagittarius A*-ს ჩრდილის და მისი აკრეციული კაშკაშა დისკოს პირველი გამოსახულება. ეს სურათიც 2017 წელს გადაიღეს, თუმცა მონაცემების დამუშავებას დამატებით კიდევ სამი წელი დასჭირდა.
მართალია გალაქტიკა M87-ს ჩვენგან 55 მილიონი სინათლის წლითაა დაშორებული, მაგრამ მისი შავი ხვრელი აღმოჩენილთა შორის ერთ-ერთი ყველაზე დიდია, მისი მასა მზის მასას 6,5 მილიარდჯერ აღემატება. მას გარს არტყია კაშკაშა აკრეციული დისკო და გარდა ამისა იგი ახდენს რელეტივისტური ჯეტების (დამუხტული ნაწილაკების ნაკადების) გამოსხივებას თითქმის სინათლის სიჩქარით, რომლებიც კარგად ჩანს ელექტრომაგნიტური ტალღების სპექტრის ყველა დიაპაზონში.
Sagittarius A* ჩვენგან ბევრად ახლოსაა (დაახლოებით 1000-ჯერ), ის დაახლოებით 27,000 სინათლის წლითაა დაშორებული, თუმცა მისი მასა М87-ის შავი ხვრელის მასაზე 1000-ჯერ ნაკლებია. ნივთიერების აკრეციის სიჩქარეც SgrA*-ზე ბევრად ნაკლებია და არც რელატივისტური ჯეტები დაიკვირვება.
რადგან შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის ზომა მასის პროპორციულია, ხოლო ცაზე ობიექტის კუთხური ზომა დაშორების უკუპროპორციულია, ორივე შავი ხვრელის ჩრდილის ზომა დაახლოებით ტოლი უნდა იყოს. მაგრამ SgrA*-ს გამოსახულების მიღება ბევრად რთული გამოდგა.
ჯერ ერთი, ჩვენ ვიმყოფებით გალაქტიკური დისკოს სიბრტყეში და ირმის ნახტომის ცენტრის დანახვას ხელს უშლის მტვერის და გაზის სქელი ფენა, რაც იწვევს გამოსხივების შთანთქმას და გამოსახულების გადღაბნას. ამიტომ მკვეთრი გამოსახულების მისაღებად EHT კოლაბორაციას მოუწია ამ ხარვეზების გამორიცხვის მეთოდების შემუშავება.
გარდა ამისა, რადგან SgrA* ზომით ჩამოუვარდება M87*-ს, პროცესები იქ უფრო სწრაფად მიმდინარეობს. M87*-ის მოვლენათა ჰორიზონტის ზომა დაახლოებით 1.5 სინათლის წელია, ამიტომ მისი დისკო შედარებით ნელა იცვლება. SgrA*-ის ზომა კი დაახლოებით ათი სინათლის წუთია და მისი გამოსახულება ბევრად ცვალებადია. ეს ართულებს გამოსახულების დაფიქსირებას, რადგან EHT-ს დაკვირვებების სეანსი 10-12 საათი გრძელდება.
როგორც M87-ს შემთხვევაში, ჩვენი გალაქტიკის შავი ხვრელი რადიო დიაპაზონში გამოიყურება როგორც ნათელი რგოლო, ცენტრში ბნელი ზონით. თვით შავი ხვრელები არ ასხივებენ, მაგრამ აკრეციული დისკოს ნივთიერება ცხელდება და კაშკაშებს. შავი ხვრელის გრავიტაცია, ფოტონების ტრაექტორიების გადახრის გამო, აფოკუსირებს მის გარშემო არსებული გაზის ნათებას. ფოტონები, რომლებმაც რამდენჯერმე მოასწრეს შავი ხვრელის გარშემო შემოვლა, სურათზე ქმნიან ნათელ ფოტონურ რგოლს. ხოლო ბნელი ლაქა ცენტრში წარმოიშვება იმის გამო, რომ ამ არეში ყველა ფოტონი შთაინთქა შავი ხვრელის მიერ.
М87-ის და ირმის ნახტომის შავი ხვრელების გამოსახულების მსგავსება დიდი სიურპრიზია მეცნიერებისთვის. აღმოჩნდა, რომ ორივე შავი ხვრელის ბრუნვის ღერძი თითქმის ერთნაირადაა ორიენტირებული, დაახლოებით ჩვენი მიმართულებით.
EHT აკვირდებოდა სხვა გალაქტიკებსაც და მომავალში ველოდებით ახალი გამოსახულებების გამოქვეყნებას. 2017 წლის შემდეგ კოლაბორაციას დაემატა ახალი ტელესკოპები, გაიზარდა დაკვირვებული ტალღების სიხშირის დიაპაზონი (დაემატა 345 გიგა ჰერცი, რომელიც ნაკლებად იბნევა), გარდა ამისა ამ ხნის განმავლობაში ყველა ტელესკოპის მგრძნობელობა დაახლოებით 40 %-ით გაიზარდა. ეს საშუალებას იძლევა დავაკვირდეთ 2-ჯერ უფრო მცირე ზომის და 2.5-ჯერ უფრო მკრთალ ობიექტებს. დაგეგმილია ასევე წრფივი და წრიული პოლარიზაციის გამოსხივების დეტექტირება, რაც შავი ხვრელის გარშემო მაგნიტური ველების განაწილების შესწავლის საშუალებას მოგვცემს.
წყარო:
