Pregúntele a Ethan No. 114: ¿Podemos ver un agujero negro supermasivo en el centro de nuestra galaxia?
Uno de los descubrimientos más sorprendentes de la astrofísica fue el descubrimiento de agujeros negros gigantes. Resultó que los agujeros negros se forman no solo a partir de los núcleos colapsados de estrellas muy masivas, que pesan hasta 100 estrellas solares.
Los agujeros negros supermasivos que existen en los centros de las galaxias tienen una masa de millones, y a veces miles de millones de veces mayor que el sol. Tal BH existe en el centro de nuestra galaxia. Hasta ahora, podría observarse solo indirectamente, pero esto no se adapta a nuestro lector, preguntando:Por lo que yo entiendo, en el centro de nuestra galaxia hay un agujero negro masivo. ¿Qué tan cerca necesitas llegar a ella para ver? Creo que no es necesario estar demasiado cerca del horizonte de eventos, pero dado que hay tantas estrellas a su alrededor y todo el polvo y los desechos son absorbidos, difícilmente se puede ver desde una distancia suficientemente grande, incluso si se encuentra por encima o por debajo del plano de la galaxia.
Primero, digamos cómo sabemos sobre la existencia de un agujero negro en el centro de nuestra galaxia.
En luz visible, la gran cantidad de polvo que existe en el plano de la galaxia oscurece la vista del centro de la galaxia. Pero en otras longitudes de onda, infrarrojos, rayos X y radio, podemos ver a través del polvo y descubrir muchas cosas interesantes, incluido el gas caliente que se mueve a grandes velocidades, destellos correspondientes a la absorción de materia BH, y lo más interesante, las órbitas de estrellas individuales pasan alrededor de la misma el mismo punto que no emite luz en absoluto.Todo es coherente con el hecho de que en este punto hay un agujero negro supermasivo que pesa 4 millones de paneles solares. Y cuanto más masivo es el BH, más grande es. O, más precisamente, su horizonte de eventos es físicamente más grande: la región que lo rodea, de la cual la luz no puede escapar. Si nuestra Tierra de repente se volviera BH, se volvería pequeña: el diámetro de su horizonte de eventos sería de solo 1.7 cm. En el caso del Sol, este diámetro ya sería de 6 km.Y el diámetro del horizonte de sucesos de un BH supermasivo en el centro de la Galaxia es de 23,6 millones de kilómetros, o el 40% del tamaño de la órbita de Mercurio alrededor del Sol. En otras galaxias, hay BH mucho más grandes. Son solo de nosotros en millones, no miles de años luz.
Este es un tamaño muy grande para un objeto individual, y los efectos de la Teoría General de la Relatividad, que hacen que el espacio se doble, ¡solo lo aumentan! Pero aunque el tamaño de este objeto es gigantesco, está extremadamente lejos de nosotros, lo que hace que sea muy difícil de considerar. A una distancia de 26,000 años luz, el tamaño aparente del BH será de solo 19 microsegundos angulares, o 19 millonésimas de una sexagésima parte de una sexagésima parte de un grado. Para imaginar esto, digamos que la resolución del telescopio espacial les permite. El Hubble tiene 26 milisegundos de arco, que es más de 1000 más de lo necesario para ver este BH.
En teoría, si nos acercamos a ella, a una distancia de varios cientos de años luz, podemos verla directamente. Pero esto es prácticamente imposible. Sin embargo, tenemos una tecnología que nos permite evitar esta limitación. En algunas longitudes de onda, en particular, radio y rayos X, un agujero negro a veces puede brillar intensamente, o los objetos que pasan cerca de él pueden resaltar el horizonte de eventos desde atrás.La resolución máxima está determinada por el tamaño del espejo del telescopio: cuántas longitudes de onda pueden caber en este espejo. Por lo tanto, la resolución del telescopio de rayos X Chandra es muy grande, aunque es pequeña: los rayos X tienen una longitud de onda muy corta, y puede haber muchas ondas en el espejo. Por lo tanto, los radiotelescopios son tan enormes: las ondas de radio pueden alcanzar varios metros, y se requieren enormes telescopios para obtener buenas resoluciones.
Radio telescopios en el Observatorio de Radioastronomía de PushchinoPero para obtener una mejor resolución, existe una solución alternativa que no requiere la construcción de un telescopio del tamaño de la Tierra. Podemos usar un conjunto de telescopios separados por líneas de base muy grandes. Recogerán luz, como de costumbre, es decir, el objeto será bastante tenue, ¡pero su resolución será la misma que la de un telescopio con espejo, cuyo diámetro es comparable a la distancia entre los telescopios más distantes de la matriz!
El proyecto Event Horizon Telescope realiza esta idea, que planea utilizar líneas de base grandes para longitudes de onda cortas (1 mm) solo para la medición que nos interesa. Hasta ahora, hay dos sugerencias: para un conjunto de 7 y 13 estaciones, cada una de las cuales respondería a la pregunta "¿tiene el BH un horizonte de eventos real" al observar el BH directamente!
Sagitario A *, un agujero negro en el centro de la galaxia, es un objetivo ideal, y se espera que tenga el horizonte de eventos más grande visible desde la Tierra. Es curioso que el segundo más grande esté en el BH en el centro de M87, la galaxia más grande en el cúmulo de Virgo, y su tamaño será 5 veces la resolución máxima del Telescopio Event Horizon, lo que significa que podemos examinar su chorro en detalle y entender exactamente cómo estos ¡Las emisiones supersónicas se forman y se comportan!Pero si la pregunta estaba relacionada con el uso de sus ojos, si usted mismo quisiera ver el BH, tendré que decepcionarlo.
La resolución del ojo humano es insignificante, solo son 60 segundos de arco, es decir, para considerar algo cuyo tamaño aparente es de 19 microsegundos angulares, debe estar tres millones de veces más cerca, es decir, para llegar a una distancia de 546 UA La estrella más cercana a nosotros es el sol, y la próxima es Próxima Centauri, ubicada en 4.24 años luz, o 268,000 UA. Sí, sí, necesitarías estar 500 veces más cerca de BH que de la estrella más cercana a nosotros (excepto el Sol), solo para considerar al menos algo.Recomiendo usar telescopios. Esto es más rápido, más barato y más seguro que el viaje interestelar, y más útil, ya que puedes ver mucho más con ellos que con tus ojos. Source: https://habr.com/ru/post/es399977/
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