Nuove misurazioni hanno reso il primo buco nero "fotografato" cento volte più leggero

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Nuove misurazioni hanno reso il primo buco nero "fotografato" cento volte più leggero
Nuove misurazioni hanno reso il primo buco nero "fotografato" cento volte più leggero
Anonim

Gli astrofisici hanno specificato la massa di un buco nero supermassiccio al centro della galassia M87 nella costellazione della Vergine, la stessa che è stata precedentemente "fotografata" dagli specialisti del progetto Event Horizon Telescope. Si è rivelato centinaia di volte più leggero di quanto indicato dalle fotografie ottenute in precedenza. Gli scienziati hanno pubblicato un articolo che descrive lo studio sulla rivista scientifica Astronomy and Astrophysics, scrivendo brevemente su questo dal servizio stampa dell'Università statale di Mosca. M. V. Lomonosov.

"Si è scoperto che la massa del buco nero in M87 era inferiore ai dati dei raggi X indicati dai risultati delle osservazioni radio nell'ambito del progetto Event Horizon Telescope, nonché da stime precedenti basate su dati ottici", afferma Elena Seifina, un ricercatore presso l'Università statale di Mosca e uno degli autori lavorano.

Galaxy M87 è uno dei vicini più vicini e più grandi della Via Lattea. Si trova a 53 milioni di anni luce da noi ed è una grande galassia ellittica. Il suo diametro è di circa 250 mila anni luce.

Al centro di questa "metropoli stellare" c'è un buco nero supermassiccio particolarmente grande. Questa proprietà di M87, così come l'assenza del denso "rivestimento" di polvere che circonda il centro di molte altre galassie, ne ha fatto uno dei due obiettivi principali del progetto Event Horizon Telescope (EHT), i cui specialisti hanno voluto prendere una fotografia della cosiddetta "ombra" di un buco nero.

È così che gli scienziati chiamano un'area speciale dello spazio nelle vicinanze di un buco nero, dove apparirà una sorta di "riflessione" del suo orizzonte degli eventi. Ciò è dovuto all'effetto della lente gravitazionale. Le prime fotografie di questa zona, che circonda il buco nero al centro della galassia M87, sono state mostrate dagli scienziati nell'aprile 2019. Gli esperti hanno riconosciuto questo risultato come una delle principali scoperte scientifiche dell'ultimo anno.

Pesare un buco nero

Queste fotografie, notano Seyfina e i suoi colleghi, hanno aiutato gli scienziati a ricalcolare la massa di questo buco nero supermassiccio. Stime precedenti dicevano che potrebbe essere paragonato a circa sei miliardi di soli. Le osservazioni dell'"ombra" di M87 hanno confermato e affinato questi valori: gli astronomi sono giunti alla conclusione che questa massa è pari a 6,5 miliardi di masse solari.

Gli astrofisici russi hanno verificato questi valori utilizzando i dati degli osservatori orbitali a raggi X, inclusi i telescopi RXTE, Suzaku, Chandra e Swift (nonostante il fatto che gli specialisti dell'EHT abbiano utilizzato i dati degli osservatori a microonde). Per verificare l'accuratezza delle loro misurazioni, gli scienziati hanno osservato contemporaneamente un altro buco nero, che si trova nella galassia 3C 454.3. Gli scienziati hanno calcolato la massa di questo oggetto molto tempo fa e con elevata precisione, quindi è stato abbastanza facile controllare tutto utilizzandolo.

I calcoli degli scienziati si sono basati su uno schema scoperto di recente: la forza e la natura del bagliore dei raggi X, che produce un disco di materia caldo, che circonda un buco nero supermassiccio, dipende fortemente dalla sua massa. Utilizzando queste misurazioni, gli astronomi russi speravano di confermare e perfezionare i risultati dell'EHT.

Da un lato, le misurazioni vecchie e nuove della massa di un buco nero supermassiccio per 3C 454.3 hanno coinciso. D'altra parte, la massa dell'oggetto centrale al centro della galassia M87, calcolata dalla sua emissione di raggi X, si è rivelata inaspettatamente inferiore ai valori indicati dalle fotografie della sua "ombra". Sono solo 50 milioni di masse solari, ovvero due ordini di grandezza inferiori rispetto alle stime precedenti.

Perché sia così, gli scienziati non possono ancora dirlo. Tuttavia, non escludono la possibilità che discrepanze nelle stime possano apparire a causa di errori o di alcune caratteristiche non spiegate del lavoro dell'uno o dell'altro metodo per calcolare la massa dei buchi neri. D'altra parte, è anche possibile che entrambi i metodi funzionino correttamente, e le discrepanze di massa sono dovute al fatto che il gas e la polvere che circondano il centro di M87 hanno effetti diversi sul movimento delle radiazioni dei raggi X e delle microonde verso la terra.

Gli scienziati sperano che ulteriori osservazioni del buco nero al centro di M87, così come di altre grandi galassie, aiuteranno a capire dove si trova l'errore, nonché quale sia la massa reale dell'oggetto, le prime fotografie dell'ombra di che l'umanità ha visto solo l'anno scorso.

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