Те откриват нов пулсар в центъра на Млечния път, който може да обясни работата на черната дупка най-близо до Земята, Стрелец А

Свързани новини

Цялата ни галактика се върти около огромна централна черна дупка, известна като Стрелец А и чиято маса е равна на тази на четири милиона слънца. Намирането на пулсар близо до него е една от основните цели на астрономите през последните 20 години. Сега този пулсар и изследването на неговата радиация ни позволи да проверим как точно черните дупки поглъщат всичко около тях и защо сред всички тях Стрелец А изглежда един от най-неактивните.

пулсарът

Пулсарът е малка неутронна звезда, която се върти с висока скорост, излъчваща радиация на равни интервали, свързани с периода на въртене. Чрез откриването на една по-малко от половин светлинна година от Стрелец А *, по която е известна голямата централна черна дупка на нашата галактика, беше възможно да се провери как нейното интензивно магнитно поле, общо за всички пулсари, се поглъща от « космическо чудовище ». Сега международна група учени, най-вече от Института по радиоастрономия Макс Планк в Бон, използва гигантски 100-метров радиотелескоп за изследване на пулсара на различни радиочестоти. Резултатите са публикувани тази седмица в онлайн изданието на «Природа».

Теория на относителността

Пулсарите са изключително прецизни космически часовници и те могат да се използват за измерване на свойствата на пространството и времето около обект, в случая черната дупка, и по този начин да проверят дали теорията на Айнщайн за общата относителност е в състояние да надхвърли по-взискателните тестове.

Малко след като беше съобщено, че телескопът Swift на НАСА е открил рентгенов източник, а телескопът NuSTAR на НАСА установи, че този източник излъчва импулси с период от 3,76 секунди, Институтът Макс Планк по радиоастрономия (MPIfR) стартира програма за пулсарен мониторинг от обсерваторията на Ефелсберг.

„Веднага след като научихме за откриването на редовни пулсации с телескопа NuSTAR, насочихме 100-метровата чиния Effelsberg в посока към центъра на галактиката“, казва Ралф Итоф, отдел за фундаментални физически изследвания на MPIfR, и авторско проучване главница.

При втория опит

„При първия ни опит пулсарът не се виждаше ясно, но някои пулсари са упорити и изискват повече наблюдения, за да ги открият. Втория път, когато го разгледахме, пулсарът беше много активен в своята радиолента и беше много ярък. Едва ли повярвах, че най-накрая сме открили пулсар в центъра на галактиката. Тъй като този пулсар може да бъде толкова специален, посвети се изследователският екип големи усилия да се докаже, че това е истински обект в далечното пространство, а не от радиосмущения, които биха могли да бъдат създадени от човека на Земята.

Успоредно с това бяха направени и други наблюдения с други радиотелескопи по света като Jodrell Bank, Very Large Array и NANCAY. «Бяхме много щастливи и спахме между наблюдението и наблюдението! Изчислявахме плътността на потока в 6 часа сутринта в събота и не можехме да повярваме, че този пулсар е толкова ярък “, казва Евън Кийн от Обсерваторията на банката Джодрел. - Радиотелескопът Effelsberg е построен по такъв начин, че да може да наблюдава галактическия център. И 40 години по-късно там се открива първият радио-пулсар “, обяснява Хайно Фалке, професор от Университета в Радбуд в Неймеген. „Понякога трябва да бъдем търпеливи. Това беше трудоемка работа, но в крайна сметка я постигнахме ».

Новооткритият пулсар, наречен PSR J1745-2900, принадлежи към специфична подгрупа на пулсарите, така наречените магнетари. Това са пулсари с изключително високи магнитни полета, от порядъка на 100 милиона Тесла, около 1000 пъти по-силни от магнитните полета на обикновените неутронни звезди или 100 милиарда пъти магнитното поле на Земята.

Известно е също, че емисията от тези обекти е силно поляризирана. Следователно, измерванията на въртенето на равнината на поляризация, причинени от външно магнитно поле (така нареченият ефект на Фарадей), могат да се използват, за да се направи извод за силата на това магнитно поле по зрителната линия на пулсара.

По този начин наличието на силно магнитно поле в близост до черната дупка в центъра на галактиката е много обещаваща ситуация. Черната дупка бавно поглъща всичко в заобикалящата я среда (особено горещ йонизиран газ) в процес на натрупване, който изглежда няма край.

Магнитните полета, причинени от този газ, докато се движи в дупката, могат да повлияят на структурата и динамиката на акреционния поток, като помагат или дори възпрепятстват процеса. Новият пулсар направи възможно измерването на силата на магнитното поле в началото на акреционния поток на централната черна дупка, показвайки, че всъщност има мащабно и силно магнитно поле.

„За да разберем свойствата на Стрелец A *, трябва да разберем натрупването на газ в черната дупка“, казва Майкъл Крамер, директор на MPIfR и ръководител на неговия изследователски отдел за фундаментална физика. „Досега обаче магнетизирането на газа, който е ключов параметър, определящ структурата на акреционния поток, остава неизвестно. Откритият сега пулсар ни позволи да променим нашите техники за изследване, за да изследваме силата на магнитното поле в началото на този поток от натрупване на газ в централния обект ».

Тези магнитни полета могат както да ускорят, така и да забавят нарастването и техните точни знания, подпомогнати от пулсара, биха обяснили защо Стрелец A * изглежда гладува в сравнение със свръхмасивните черни дупки в други галактики.

Супермасивна черна дупка

Сега има убедителни доказателства, че центърът на нашата галактика съдържа свръхмасивна черна дупка. Учени от Института за извънземна физика Макс Планк в Гархинг и другаде са измерили неговата маса много точно, но много от свойствата му все още не са разбрани.

Откриването на магнетарите в тяхната непосредствена близост помага да се обяснят някои от наблюденията. Магнетарите са рядка раса сред популацията на пулсарите (само 4 от всеки 2000 пулсари, известни до момента), което предполага, че в галактическия център може да има голяма популация от тези пулсари. Но не се разбира защо те не са били открити от предишни разследвания. Смяташе се, че много силното разсейване на радиовълните в ранните дни може да е причината, но откриването на PSR J1745-2900 изглежда противоречи на тази теория.

за жалост, новооткритият пулсар е все още твърде далеч от черната дупка, за да изследва точно пространството-времето от орбиталните си минимуми, тъй като периодът му възлиза на около 500 години. Освен това, пулсарите magnetar са много шумни и следователно неточни, когато се използват като часовници. „В идеалния случай бихме искали да открием по-бързо въртящи се пулсари, които са още по-близо до Стрелец А, което би позволило по-прецизно синхронизиране“, казва Ралф Итоу. „Новият пулсар силно събуди надежди за тази възможност в бъдеще“.

Пулсарът е разположен на половин светлинна година от Стрелец А, голям компактен и ярък радиоизточник, който съществува в центъра на нашата галактика и който много научни изследвания свързват със свръхмасивна черна дупка.

Откритието е направено от екип астрономи от Института Макс Планк в Бон (Германия) и предполага, че откритият пулсар показва съществуването на силно магнитно поле в центъра на Млечния път и следователно също около черната дупка.

За да стигнат до това заключение, учените са започнали от предишни проучвания, които гарантират, че магнитните полета са типични за неутронните звезди, следователно, предвид близостта между новия пулсар и Стрелец А, интензивното магнитно поле на първото ще достигне близо до второ.

Погълнете въпроса около себе си

"Това магнитно поле може да разкрие начина, по който черната дупка поглъща материята около себе си и защо изглежда толкова неактивна в сравнение с други черни дупки в останалата част на Вселената", обясни той пред Ефе. Ралф яде, ръководител на разследването.

Според германския екип това влияние върху Стрелец А е ключово за изясняване на важни хипотези за свръхмасивната черна дупка, която е в центъра на нашата галактика, как точно да се измери потока на горещ газ, от който тя се храни.

Учените също така вярват, че чрез изучаване на това магнитно поле те биха могли да отчетат скорошните радио- и рентгенови емисии от черната дупка, отговорни за нейното "текущо сияние".

Изследването е проведено в продължение на две години, изследвайки центъра на Млечния път чрез радиотелескоп с антена с диаметър сто метра.

Въпреки че няколко предишни творби също защитават съществуването на магнитно поле около черната дупка на Млечния път, според Eatough, това е първото изследване, което дава реални доказателства за близостта му.

Това е откритие с "голямо въздействие върху астрофизиката", защото "влиянието на магнитните полета върху черните дупки е от решаващо значение за разбирането на начина, по който галактиката еволюира през цялата история", каза астрономът.

За екипа, воден от този експерт, откритието увеличава шансовете за намиране на нови пулсари «още по-близо до черната дупка», Така че те ще продължат да разследват по същия начин.

В същото време те възнамеряват да предприемат нови изследвания, които тестват теорията на относителността, обявена от Айнщайн в началото на 20-ти век, с цел да обяснят по-подробно как действа силата на гравитацията ”, добави Eatough.