Svarthol í miðju okkar vetrarbrautar

Svartholið Sagittarius A* sem sagt er líkjast kleinuhring.
Svartholið Sagittarius A* sem sagt er líkjast kleinuhring.

Miðja vetrarbrautarinnar er loksins fundin, en það er svarthol sem er fjórum milljón sinnum massameira en sólin. Loksins hefur fengist staðfesting á þessari kenningu en öll eðlisfræði eftir uppgötvunina er sögð standast og sanna almenna afstæðiskenningu Einsteins.

Stjörnufræðingar birtu í vikunni fyrstu ljósmyndina af risasvartholinu Sagitarius A* (borið fram Sagittarius A stjarna) í miðju Vetrarbrautarinnar. Myndin sem birt er í dag er fyrsta beina sýnilega sönnunargagnið. 

„Okkur hefur lengi grunað að í miðju Vetrarbrautarinnar sé svarthol. Við höfum oft séð stjörnur á ferð í kringum eitthvað þungt og ósýnilegt og núna getum við staðfest að þarna er svarthol,“ segir Sævar Helgi, einnig þekktur sem Stjörnu-Sævar, í samtali við mbl.is. 

Sævar deildi myndskeiði á Instagram-síðu sinni í gær þar sem hann reyndi að útskýra uppgötvunina og merkingu hennar. 

Niðurstöðurnar renna styrkari stoðum undir þá kenningu að fyrirbærið í miðju Vetrarbrautarinnar sé sannarlega svarthol. Þær gefa ennfremur dýrmætar upplýsingar um eðli risasvarthola sem talin eru leynast í miðju flestra vetrarbrauta. Rannsóknarsamstarf sem kallast Event Horizon Telescope og samanstendur af 300 vísindamönnum frá 80 stofnunum víðsvegar um heiminn tók myndin.

Fjórar milljónir sóla

Þótt svartholið sjálft sé ósýnilegt, þar sem það gefur ekki frá sér neitt ljós, sést glóandi gas umhverfis það og dökkt svæði í miðjunni. Þetta er skuggi svartholsins umvafinn björtum gashring. Nýja myndin fangar ljósið sem þyngdarkraftur svartholsins sveigir og beygir. Massi svartholsins jafnast á við fjórar milljónir sóla.

„Það sem við erum að sjá er að kenningar okkar um þyngdarkraftinn eru á rökum reistar. Almenna afstæðiskenning Einsteins gengur upp, sem veldur eflaust einhverjum vonbrigðum,“ segir Sævar.  

Risasvartholið er í um 27 þúsund ljósára fjarlægð frá Jörðinni. Svo órafjarlægt að stærð þess á himninum er svipuð og að sjá kleinuhring á tunglinu. Til þess að það sé hreinlega hægt að taka mynd af því urðu vísindamenn að setja saman EHT sjónaukann: sjónauka sem samanstendur af átta samtengdum útvarpssjónaukum um allan heim sem saman mynda einn sjónauka á stærð við Jörðina. Árið 2017 gerði EHT mælingar á risasvartholinu yfir nokkrar nætur og safnaði gögnum í margar klukkustundir samfleytt, svipað og þegar ljósmyndir eru teknar á löngum lýsingartíma á hefðbundna myndavél.

Árið 2019 tók EHT fyrstu ljósmyndina af risasvartholi, því sem leynist í miðju vetrarbrautarinnar Messier 87 eða M87.

Svartholin tvö eru merkilega lík þótt risasvartholið í M87 sé þúsund sinnum stærra að massa og þvermáli. Mun erfiðara var að taka myndina af risasvartholinu í vetrarbrautinni okkar en í Messier 87, jafnvel þótt hið fyrrnefnda sé miklu nær okkur. 

„Svo að því sé svarað þá erum við ekki að fara að sogast ofaní þetta svarthol. Við erum um 26.000 ljósár í burtu frá því og þú þarft að vera mjög nálægt því til þess að detta ofaní það," segir Sævar. 

Fleiri verkefni í framtíðinni

Þróa þurfti ný tæki og tól til að taka snúning gassins um risasvartholið með í reikninginn. Risasvartholið í Messier 87 var einfaldara og stöðugra myndefni þannig að nánast allar myndirnar litu svipað út en svo var ekki í tilviki svartholsins í vetrarbrautinni okkar. Sú mynd sem birt er í dag er meðaltal af mismunandi myndum sem stjörnufræðingarnir tóku og sýndu okkur loks, í fyrsta sinn, risann sem lúrir í miðju Vetrarbrautarinnar.

Gríðarspennandi er að loks hafi tekist að fanga tvö misstór svarthol á mynd því það veitir tækifæri til þess að bera þau saman. Stjörnufræðingar eru nú þegar byrjuð að nota gögnin til að prófa kenningar og líkön um hegðun gass við risasvarthol. Enn skortir skilning á hegðun gass en talið er að það leik lykilhlutverk í myndun og þróun vetrarbrauta.

EHT verkefnið heldur áfram að vaxa. Í mars árið 2022 fór fram önnur mæliherferð með enn fleiri sjónaukum en áður. Í náinni framtíð mun stækkun EHT netsins og tæknilegar uppfærslur gera vísindamönnum kleift að ná enn betri myndum og myndböndum af risasvartholum.

mbl.is