Ovaj novi članak sa sajta NASA-inog Rendgenskog opservatorija Chandre, neobično je srodan jednom do kojega se link pojavio na sajtu također NASA-inog, upokojenog Svemirskog teleskopa Spitzer: oba govore od nama bliskim - najbližim! - supermasivnim crnim jamama! Ovaj se bavi takvim objektom u središtu naše galaktike, a taj drugi onom u jezgri galaktike Andromede.

Možda se pitate kolika je to kutna brzina o kojoj se govori u donjem tekstu. Ja sam se pitao. Nigdje u članku nije spomenut taj iznos, u obliku broja okretaja u jedinici vremena. Na taj način se, primjerice, mogu iskazati brzine vrtnje neutronskih zvijezda. Kako bih našao odgovor, pogledao sam taj znanstveni rad na koji se donji tekst poziva. Zamalo mi je glava eksplodirala! U njemu je - prema očekivanju - bilo teško razumjeti i veznike... ali shvatio sam da se brzina vrtnje crne jame ni ne izražava u okretima (ili stupnjevima, radijanima) u jedinici vremena, budući objekt kojega nazivamo tim imenom ni nema površinu kojoj bismo mogli mjeriti linearnu ili kutnu brzinu. (E, da se radi samo o tome!) Vrijednost kojom astrofizičari najviše barataju, a koja opisuje brzinu vrtnje crne jame, jest specifični kutni moment: kutni moment (ili kutna količina gibanja), podijeljen s masom crne jame. Sam kutni moment povezuje masu i kutnu brzinu. Dakle, iz donjeg teksta proizlazi - ako je metoda koja je primijenjena u ovom istraživanju korektna - da Sgr A* za svoju skromnu masu od 4,15 milijuna Sunčevih masa ima brzinu koja je vjerojatno na oko 90 posto maksimalne brzine.

Uzgred rečeno, astrofizičari barataju s četiri različite vrste mase crnih jama. Ta koja je navedena gore i koja se u svakodnevnom govoru shvaća kao ona prava masa crne jame, takozvana je dinamička masa.

https://youtu.be/evlrs5Bi_6E?t=86 (opet!)

Strijelac A*: Teleskopi pokazuju da je crna jama Mliječnog Puta spremna u svakom trenutku se ritnuti

Ova ilustracija prikazuje ono što je u jednom novom istraživanju dokučeno o supermasivnoj crnoj jami u središtu naše galaktike, nazvanoj Strijelac A* (Sgr A*). Istraživanje je pokazalo da se Sgr A* vrti toliko brzo da oko sebe svija prostorvrijeme - tj. vrijeme i tri prostorne dimenzije - tako da ono nalikuje ragbijaškoj lopti.

Znanstvenici su do tih rezultata došli NASA-inim Rendgenskim opservatorijem Chandrom i NSF-inim radioteleskopom Vrlo veliki postroj Karl G. Jansky (engl. krat. VLA). Jedan istraživački tim je primijenio novu tehniku, koja se služi podacima dobivenima u rendgenskim zrakama i radiovalovima, kako bi njome odredio koliko se brzo Sgr A* vrti oko svoje osi. Postupak se oslonio na izmjeru brzine približavanja i udaljavanja materijala u odnosu na crnu jamu. Pokazalo se da se Sgr A* vrti kutnom brzinom koja je oko 60 posto od najveće moguće vrijednosti, te da je njen kutni moment oko 90 posto najveće moguće vrijednosti.

Crne jame imaju dva temeljna svojstva: svoju masu (to koliko su teške) i brzinu svoje vrtnje (to koliko se puta okrenu u jedinici vremena). Odrede li bilo koju od tih vrijednosti, znanstvenici su dotičnu crnu jamu prilično dobro upoznali! Astronomi su ranije bili načinili nekoliko drugih procjena brzine vrtnje Sgr A*, služeći se drukčijim tehnikama. Rezultati su tada bili u rasponu "od Sgr A* se uopće ne vrti", do "Sgr A* se vrti skoro maksimalnom brzinom".

Ova nova studija pokazuje, zapravo, da se Sgr A* okreće oko osi prilično brzo, zbog čega je prostorvrijeme oko nje spljošteno. Ilustracija Sgr A* i materijal koji se vrtloži oko nje prikazuje u presjeku. Crna lopta u središtu je tzv. obzor događanja crne jame, točka s koje nema povratka čak ni za samu svjetlost.

Gledano s boka, prostorvrijeme oko crne jame koja se vrti ima oblik ragbijaške lopte: što je vrtnja brža, to je lopta plosnatija.

Žuto-narančasti materijal s obiju strana (obzora događanja), plin je koji se kovitla oko Sgr A*. Taj materijal nezaustaljivo pada prema crnoj jami: čim upadne u taj prostor oblika ragbijaške lopte, on prođe i preko obzora događanja. Prostor koji je unutar spoljštene lopte, ali koji je još uvijek izvan obzora događanja, prikazan je stoga na slici kao šupljina. Plavičasto premenje iznad i ispod plina, mlazovi su koji brizgaju s polova crne jame. Ako bismo pogledali na crnu jamu odozgo, duž polarnog mlaza, prostorvrijeme oko Sgr A* bi bilo kružnog oblika.

Vrtnja neke crne jame može djelovati kao važan izvor energije. Vrteće supermasivne crne jame proizvode kolimirane (tj. one koji su na istom pravcu) odljeve poput mlazova, pri čemu dio energije njihove vrtnje biva oduziman i usađivan u odljeve. Za takvo što je, naravno, potrebno da se u blizini crne jame nalazi nekakva tvar. Zbog ograničene količine takvog "goriva" oko Sgr A*, ta je crna jama zadnjih više tisuća godina bila razmjerno mirna, s razmjerno slabašnim mlazovima. Međutim, ovo istraživanje otkriva da bi se to moglo promijeniti ako se količina materijala u blizini Sgr A* poveća.

Kako bi odredili koliko se brzo vrti Sgr A*, znanstvenici su primijenili jednu iskustvenu tehniku koja se naziva "metoda odljeva". Ona dovodi u vezu vrtnju crne jame i njenu masu, svojstva tvari u blizini crne jame i svojstva odljeva. Kolimirani odljev stvara radiovalove, dok je za proizvodnju rendgenskih zraka zaslužan disk plina koji okružuje crnu jamu. Istraživači su udružili podatke dobivene Chandrom i VLA-om s procjenom mase te crne jame neovisno dobivenom drugim teleskopima. Na taj način su (razmjerno precizno) proračunali brzinu vrtnje Sgr A*.

"Crna jama koja se vrti je nalik raketi na lansirnom postolju", kaže Biny Sebastian, koautor(ica) znanstvenog rada, iz Sveučilišta Manitobe u Winnipegu. "Čim joj neki materijal priđe, to izgleda kao da je netko raketu napunio gorivom i pritisnuo dugme za polijetanje!"

"Mlazovi koje energijom napaja i koje ravnima održava vrteća crna jama u središtu neke galaktike, mogu utjecati na opskrbu plinom cijele galaktike. To, pak, uječe na to koliko brzo, pa čak i da li se uopće u toj galaktici oblikuju nove zvijezde", kaže koautorica rada Megan Donahue, iz Državnog sveučilišta Michigana. "Fermijevi mjehuri, koje smo u rendgenskom i gama području vidjeli oko crne jame u središtu Mliječnog Puta, pokazuju da je Sgr A* u prošlosti vjerojatno bila aktiva. Mjerenje brzine njene vrtnje je važna provjera te pretpostavke!"

Znanstveni rad kojim je ovo istraživanje opisano, a kojemu je glavna autorica Ruth Daly (iz Državnog sveučilišta Pennsylvanije), objavljen je u siječanjskom broju Mjesečnih vijesti Kraljevskog astronomskog društva, a dostupan je i na Internetu.

Dodatna slika je (stara) Chandrina rendgenska fotografija Sgr A* i njene okolice.

NASA/CXC/M. Weiss

https://chandra.harvard.edu/photo/2024/football/

Preuzeto sa FB