Pentru majoritatea oamenilor, perspectiva măsurării masei exacte a obiectelor spațioase gigantice care călătoresc în univers pare nerealistă. Dar, după instalarea în nordul Chile a ultimei antene a telescoapei radio ALMA, care funcționează atât cu milimetri, cât și cu lungimile de undă submilimetrice, această sarcină a devenit destul de ușor de gestionat. Câmpul de antene al gigantului ALMA ocupă 16 km de deșertul Atacama și unește 66 de antene. Toate lucrează împreună, ca un telescop imens de mare precizie. Cu toate acestea, determinarea masei exacte a găurilor negre supergiene situate la distanțe de milioane de ani lumină de la suprafața Pământului este departe de a fi simplă.
Unde se ascund găurile negre?
Astronomii au dezvăluit demult că asemenea corpuri cosmice, care posedă o masă gigantică, sunt ascunse în interiorul nucleelor majorității galaxiilor. Aceste obiecte s-au format ca urmare a evoluției galaxiilor gazdă, de-a lungul a miliarde de ani. Și studiul lor este o sarcină prioritară a astrofizicii moderne. Găurile negre au o mare contribuție la formarea de noi stele. Ei, ca toate obiectele vii ale Universului, cresc treptat și evoluează, având un impact semnificativ asupra mediului interstelar. Există mai multe moduri de determinare a masei acestor lovituri. Pentru a selecta fiecare dintre ele, sunt evaluate anumite criterii: distanța obiectului, tipul de galaxie și altele.
Monstru în Calea Lactee
Calea Lactee noastră are, de asemenea, o gaură neagră supermassivă în centrul său. Ea a fost văzută în constelația Sagetator, ca sursă puternică de unde radio. Astronomii, folosind telescoape infraroșii incredibil de precise, au putut urmări traiectoriile altor stele în jurul acestui punct, radiând cele mai puternice unde radio. Ca urmare a unor astfel de studii, a fost determinată masa acestei găuri negre, care este de 4 milioane de ori mai mare decât masa stelei noastre, Soarele.
Este posibil să se măsoare găurile negre în structura nucleelor galaxiilor îndepărtate?
Măsurarea masei monstru cosmice cea mai apropiată de Pământ nu este atât de dificilă pentru astrofiziciștii moderni. La urma urmei, se află foarte aproape de observatoarele noastre pământești - "numai" 25 mii de ani lumină. Cum de a determina dimensiunea și masa găurilor negre ascunse în nucleele altor galaxii? Ele sunt atât de departe de Pământ încât măsurarea vitezei de rotație a stelelor în nucleul lor este imposibilă chiar și cu ajutorul telescoapelor infraroșii. Oamenii de știință încearcă această metodă: găsesc obiecte radio-strălucitoare de mega-chasers (generatoare cuantice care emit unde electromagnetice în intervalul de centimetri) și le urmăresc să se miște în jurul centrului - gaura neagră. Megamaserii joacă rolul unui far, dar, din păcate, pentru astronomi, nu sunt în toate galaxiile.
Se practică și o altă metodă: studiul mișcării gazelor ionizate din interiorul nucleelor galactice. Există un algoritm pentru calcularea masei găurilor negre pe baza vitezei de mișcare a acestor nori de gaze. Această metodă poate fi folosită numai pentru măsurarea obiectelor din galaxiile eliptice și este complet inadecvată pentru determinarea masei găurilor negre supermassive care se ascund în nucleele unor galaxii în formă de spirală. Posibilitatea unor astfel de măsurători are doar telescopul super-gigant ALMA.
Ce este permis să înveți telescopul ALMA?
Galaxia spirală NGC 1097, situat la o distanță de la noi aproape 45 de milioane de ani-lumină și se află în constelația cuptorului emisfera sudică, recent interesat de un grup de oameni de stiinta condusa de Kyoko Onishi. Ei au studiat viteza de configurare și mișcarea în jurul moleculelor de bază ale celor două substanțe, acid cianhidric (HCN), formiliuma (HCO +). Apoi, folosind un model de calculator, dezvoltat cu ajutorul ALMA telescop, acestea au fost în măsură să se asigure că astfel de indicatori sunt caracteristice găuri negre cu o greutate de 140 de milioane de mase solare. Se pare că gaura neagră a galaxiei NGK 1097 este supermassivă. Este de 35 de ori mai mare decât a noastră, situată în Calea Lactee.
Acest studiu a fost realizat mai întâi folosind ALMA galaxie formă de spirală având un jumper. Acum, astrofizica, folosind acest model, va putea masura alte obiecte spatiale masive. Aceste studii vor ajuta umanitatea să înțeleagă modul în care acestea afectează reciproc și alte corpuri cosmice.
