Siden 1970-tallet har astronomer teoretisert at i sentrum av vår galakse, omtrent 26 000 lysår fra Jorden, eksisterer det et supermassivt svart hull (SMBH) kjent som Skytten A *. Måling av anslagsvis 44 millioner km (27,3 millioner mi) i diameter og veiing til omtrent 4 millioner solmasser, antas at dette sorte hullet har hatt en dyp innflytelse på dannelsen og utviklingen av galaksen vår.
Og likevel har forskere aldri klart å se det direkte, og dets eksistens har bare blitt utledet av effekten det har på stjernene og materialet som omgir den. Imidlertid har nye observasjoner gjennomført av GRAVITY-samarbeidet ** klart å gi de mest detaljerte observasjonene til dags dato om saken rundt Skytten A *, som er det sterkeste beviset ennå at det eksisterer et svart hull i sentrum av Melkeveien.
Studien som beskriver funnene deres - “Deteksjon av orbital bevegelser i nærheten av den siste stabile sirkulære bane til det massive sorte hullet SgrA *”, som nylig dukket opp i tidsskriftet Astronomi og astrofysikk - ble ledet av Reinhard Genzel fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) og inkluderte de forskjellige forskerne som utgjør GRAVITY-samarbeidet.
GRAVITY-samarbeidet (som består av forskere fra flere europeiske forskningsinstitutter og universiteter) er såkalt på grunn av deres tilknytning til GRAVITY-instrumentet, som er en del av ESOs Very Large Telescope Interferometer (VLTI). Dette instrumentet kombinerer lyset fra VLTs fire enhetsteleskoper for å lage et virtuelt teleskop som måler 130 m (426,5 fot) i diameter.
De siste to årene har dette teamet brukt dette instrumentet for å observere det galaktiske senteret og Sgr A * for å observere effektene det har på det omkringliggende miljøet. Hensikten med disse observasjonene har vært å teste spådommene fra Einsteins teori om generell relativitet og lære mer om SMBH ved å studere den nærmeste tilgjengelige kandidaten.
Et annet formål var å søke etter orbital-bevegelsene til fakler av infrarød stråling (alias 'hot spots') i Sag A * -akskresjonsplaten (beltet med gass som kretser rundt det sorte hullet). Blussene oppstår når denne gassen, som er akselerert til relativistiske hastigheter, dras så nært som mulig svarthullets hendelseshorisont - det som er kjent som den innerste stabile sirkulære bane (ISCO) - uten å bli fortært.
Ved å bruke GRAVITY-instrumentet på VLTI observerte teamet fakler fra beltet som ble akselerert til 30% lysets hastighet i en sirkulær bane rundt Sag A *. Ikke bare var dette første gang materialet har blitt observert i bane rundt et svart hulls punkt uten tilbakevending, det var de mest detaljerte observasjonene ennå om materiale som kretser rundt dette nær et svart hull.
Som Oliver Pfuhl, en forsker ved Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics og en medforfatter på papiret, sa i en fersk pressemelding fra ESO:
“Det er overveldende å faktisk være vitne til materiale som kretser rundt et massivt svart hull med 30% av lysets hastighet. GRAVITYs enorme følsomhet har gjort det mulig for oss å observere aksessjonsprosessene i sanntid i enestående detalj.“
Observasjonene de gjennomførte bekreftet også teorien om at Sag A * virkelig er et supermassivt svart hull - ellers kjent som det "massive black hole-paradigmet". Som Genzel forklarte, er denne bragden noe forskere har sett frem til i flere tiår. "Dette var alltid et av drømmeprosjektene våre, men vi turte ikke å håpe at det ville bli mulig så snart," sa han.
Interessant er dette ikke første gang GRAVITY-samarbeidet har brukt VLTI for å observere sentrum av galaksen. Tidligere i år brukte teamet GRAVITY og Spectrograph for INtegral Field Observations in the Near Infrared (SINFONI) instrument for å måle bevegelsene til en stjerne da det gjennomførte en nær fly-by med Sag A *.
Da stjernen (S2) passerte nær det ekstreme gravitasjonsfeltet til Skytten A *, målte teamet stjernens posisjon og hastighet og sammenlignet disse med tidligere målinger. Etter å ha sammenlignet dem med forskjellige tyngdekonoriteter, var de i stand til å bekrefte at stjernens oppførsel var i samsvar med spådommer laget av Einsteins teori om generell relativitet.
Dette var en stor bragd, da det var første gang General Relativity ble bekreftet i et så ekstremt miljø. Som Pfuhl forklarte:
“Vi overvåket S2 nøye, og selvfølgelig holder vi alltid øye med Skytten A *. Under observasjonene våre var vi heldige nok til å legge merke til tre lyse fakler fra rundt det sorte hullet - det var et heldig tilfeldighet!“
Til slutt ble disse banebrytende observasjonene muliggjort takket være en kombinasjon av internasjonalt samarbeid og topp moderne instrumenter. I fremtiden vil mer avanserte instrumenter - og forbedrede metoder for deling av data - garantert låse opp enda flere mysterier om universet og hjelpe forskere til å forstå hvordan det ble til.
Og husk å sjekke ut denne ESOcast som snakker om denne nylige oppdagelsen, med tillatelse av ESO:
** GRAVITY-samarbeidet består av medlemmer fra Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, LESIA Paris Observatory, Centre Nationale de Researches Scientifique (CNRS), Max Planck Institute for Astronomy, Centro de Astrofísica e Gravitação (CENTRA) , European Southern Observatory (ESO), og flere europeiske universiteter.
