За повеќето луѓе изгледите за мерење на точната маса на гигантски вселенски објекти кои патуваат во вселената се чини нереални. Но, по инсталирањето во северниот дел на Чиле, последната антена на радио-телескопот АЛМА, која работи со бранови должини на милиметар и субмилиметар, оваа задача стана сосема изводлива. Антената поле на гигантската АЛМА зафаќа 16 километри од пустината Атакама и обединува 66 антени. Сите тие работат заедно, како еден голем прецизен огромен телескоп. Сепак, одредувањето на точната маса на супергиант црни дупки лоцирани на растојанија од милиони светлосни години од површината на Земјата е далеку од едноставна.
Каде црни дупки демнат?
Астрономите одамна откриле дека таквите космички тела, кои поседуваат огромна маса, се сокриени во јадрата на повеќето галаксии. Овие објекти биле формирани како резултат на еволуцијата на нивните галаксии во земјата, на долги милијарди години. И нивната студија е приоритетна задача на модерната астрофизика. Црните дупки даваат голем придонес во формирањето на нови ѕвезди. Тие, како и сите живи објекти на Универзумот, постепено растат и се развиваат, со значително влијание врз меѓуѕвездениот медиум. Постојат неколку начини да се одреди масата на овие жртвувачи. За да се избере секоја од нив, се оценуваат одредени критериуми: растојанието на објектот, типот на галаксијата и други.
Чудовиште на Млечниот Пат
Нашиот Млечен Пат има и супермасивна црна дупка во неговото јадро. Таа беше видена во соѕвездието Стрелец, како моќен извор на радио бранови. Астрономите, користејќи неверојатно точни инфрацрвени телескопи, беа во можност да ги следат траекториите на другите ѕвезди околу оваа точка, зрачи најмоќните радио бранови. Како резултат на ваквите студии, беше утврдена масата на оваа црна дупка, која е 4 милиони пати поголема од масата на нашата ѕвезда, Сонцето.
Дали е можно да се измерат црни дупки во структурата на јадрата на далечните галаксии?
Мерењето на масата на космичкиот чудовиште најблиску до Земјата не е толку тешко за модерните астрофизичари. На крајот на краиштата, се наоѓа многу блиску до нашите земни опсерватории - "само" од 25 илјади светлосни години. Како за одредување на големината и масата на црни дупки скриени во јадрата на други галаксии? Тие се толку далеку од Земјата дека мерењето на брзината на ротација на ѕвезди во нивните јадра е невозможно дури и со употреба на инфрацрвени телескопи. Научниците го пробаат овој метод: наоѓаат радио-светли објекти на мега-чизери (квантни генератори што испуштаат електромагнетни бранови во сантиметарскиот опсег) и гледаат како се движат низ центарот - црна дупка. Мегамејзерите ја играат улогата на светилникот, но за жал за астрономите, тие не се во сите галаксии.
Се практикува уште еден метод: проучување на движењето на јонизирани гасови во галактичките јадра. Постои алгоритам за пресметување на масата на црни дупки врз основа на брзината на движење на таквите гасни облаци. Овој метод може да се користи само за мерење на објекти во елиптични галаксии и сосема е несоодветно за одредување на масата на супермасивни црни дупки што се кријат во јадрата на спиралните галаксии. Можноста за такви мерења има само супер-гигантски телескоп ALMA.
Што научил ALMA телескопот?
Спиралната галаксија NGC 1097, која е далечна од нас 45 милиони светлосни години и се наоѓа во констелацијата на јужната хемисфера Пеќ, неодамна стана заинтересирана за група научници предводени од Кјоко Ониши. Тие ја проучувале конфигурацијата и брзината на движење околу јадрото на молекулите од две супстанции: водороден цијанид (HCN), формилиум (HCO +). Потоа, користејќи компјутерски модели развиени со телескопот АЛМА, тие можеа да утврдат дека таквите показатели се карактеристични за црни дупки со тежина од 140 милиони сончеви маси. Излегува дека црна дупка на галаксијата NGK 1097 е супермасивна. Тоа е 35 пати поголема од нашата наоѓа во Млечниот Пат.
Оваа студија беше прва што се спроведе со помош на ALMA во спирална галаксија со скокач. Сега астрофизиката, користејќи го овој модел, ќе може да измери други масивни вселенски објекти. Овие студии ќе му помогнат на човештвото да разбере како тие влијаат едни на други и други космички тела.
