באמצעות מדידה משולבת מתריסר טלסקופי רדיו המפוזרים על כל כדור הארץ וטלסקופ חלל, דבר שיצר טלסקופ וירטואלי גדול יותר מכדור הארץ, יצרו חוקרים תמונות בעלי דיוק חסר תקדים של סילוני פלזמה מחור שחור כבד. תמונות רדיו שנעשו בשילוב של טלסקופים בחלל ועל הקרקע יצרו תמונה של מבנה של סילון פלזמה במרחק של פי כמה מאות מרדיוס החור השחור, או 12 ימי אור ממיקום ההתפרצות שלהם
Credit: Pier Raffaele Platania INAF/IRA (compilation); ASC Lebedev Institute (RadioAstron image)
צוות חוקרים בינלאומי יצר תמונה בעלת דיוק חסר תקדים של סילוני גז שלא מכבר נוצרו מכוכב שחור מאסיבי. תמונות רדיו שנעשו בשילוב של טלסקופים בחלל ועל הקרקע יצרו תמונה של מבנה של סילון פלזמה במרחק של פי כמה מאות מרדיוס החור השחור, או במרחק של 12 ימי אור ממיקום ההתפרצות שלהם.
במרכזן של הגלקסיות המאסיביות יש חורים שחורים שמשקלם הוא פי כמה מיליארד יותר ממסת השמש שלנו. כבר זמן רב ידוע שחלק מהכוכבים השחורים המאסיביים פולטים סילוני פלזמה במהירות קרובה למהירות האור שיכולים להתפרש הרחק מעבר לגבולותיה של הגלקסיה ממנה באו. המסתורין שנותר בעינו הוא איך סילוני הפלזמה בכלל נוצרים. אחד הקשיים בחקר הסילונים הוא חוסר יכולתם של אסטרונומים ליצור תמונות של מבנה הסילונים במרחק מספיק קרוב למקום ההתפרצות שלהם, כך שקשה להשוות בין תצפיות לבין מודלים תיאורטיים וחישוביים של היווצרות סילונים.
כעת צוות חוקרים בינלאומי משמונה מדינות יצר תמונה בעלת רזולוציית זוויתית גבוהה ביותר של סילון שנוצר מחור שחור במרכז הגלקסיה NGC 1275, הידוע גם במקור רדיו פרסאוס A, או 3C 84. החוקרים הצליחו להגיע לרמת הפרדה בתמונה שמציגה את הסילון במרחק מהחור השחור שהוא עשירית ממה שהתאפשר עם מכשירים קרקעיים בלבד, ועל ידי כך חשפו פרטים מאיזור יצירת הסילון ברמת דיוק חסרת תקדים.
“התוצאות היו מפתיעות. מסתבר שהרוחב הנצפה של הסילון היה הרבה יותר רחב ממה שציפינו על פי המודלים המובילים כיום, בנקודת ההתפרצות של הסילון מהארגוספירה של החור השחור – איזור בחלל בסמוך לחור שחור מסתובב שבו המרחב עצמו נגרר לתנועה מעגלית מסביב לחור השחור.” מסביר פרופסור גבריאלה ג’ובאניני (Prof Gabriele giovannini) מהמכון האיטלקי הלאומי לאסטרופיזיקה, המחבר הראשי של המאמר שפורסם ב Nature Astronomy.
“התוצאות עשויות להצביע על כך שלפחות חלקו החיצוני של הסילון יוצא מדיסקת הספיחה שמקיפה את החור השחור. התוצאות שלנו אינן מספיקות כדי להפריך את המודלים הנוכחים שצופים שהסילונים יתפרצו מהארגוספירה, אך אנו מקווים שהן יתנו לתיאורטיקנים תובנות למבנה הסילון במרחק קרוב לאתר ההתפרצות ורמזים על פיתוח עתידי של המודלים” מוסיף ד”ר טומאס סאבולאיינן (Dr. Tuomas Savolainen) מאוניברסיטת אלטו בפינלנד, ראש תוכנית הצפייה RadioAstron שיצרה את התמונות.
תוצאה נוספת מהמחקר היא שמבנה הסילונים ב NGC 1275 שונה מהותית מהסילונים בגלקסייה הסמוכה Messier 87, שהוא מבנה הסילון היחיד הנוסף שיצרו לו תמונה באותו מרחק קטן מהחור השחור. החוקרים סבורים שהסיבה לכך היא גילם של שני הסילונים. “הסילון ב NGC 1275 נוצר שוב רק לפני קצת מעל עשר שנים והוא עדיין בתהליכי גיבוש מבנה, עובדה שמספקת לנו הזדמנות ייחודית לצפות בשלבים המוקדמים של הווצרות סילון מחור שחור. יש חשיבות רבה להמשך התצפיותת” מסביר מחבר נוסף של המאמר, ד”ר מאסנורי נקמורה (Dr. Masanori Nakamura) מהאקדמיה סיניקה בטייוואן.
המחקר של האזור הפנימי של NGC 1275 ממשיך את המחקשרים שלנו של גרעינים גלקטיים פעילים ברזולוציה הגבוהה ביותר האפשרית. כיוון שהמרחק לגלקסיה האמורה הוא רק 70 מגה-פרסק, או 230 מיליון שנות אור, אנחנו יכולים לבחון את מבנה הסילון ברמת דיוק חסרת תקים של כמה מאות רדיוסים של החור השחור, או 12 ימי אור,” מסכם פרופ’ אנטון זנסוס (Prof. Anton Zensus) מנהל מכון מקס פלאנק לאסטרונומיית רדיו בבון, גרמניה, וראש מחלקת המחקר VLBI, ועם הוא אחד ממחברי המאמר.
טלסקופ רדיו אחד בחלל – תריסר על הקרקע
השיפור הניכר בחדות התמונות התאפשר בזכור האינטרפרומטר כדור-הארץ-לחלל RadioAstron, המורכב מטלסקופ רדיו בקוטר 10 מטרים במסלול סביב כדור הארץ ומאוסף של כשני תריסרים מטלסקופי הרדיו הקרקעיים הגדולים בעולם. כשהאותות של טלסקופים בודדים משולבים באמצעות התאבכות של גלי רדיו, למערך הטלסקופים יש רזולוציה זוויתית השקולה לרזולוציה של טלסקופ בקוטר 350,000 ק”מ, כמעט כמו המרחק מכדור הארץ לירח. מכאן ש-RadioAstron הוא המכשיר בעל הרזולוציה הזוויתית הגבוהה ביותר בהסטוריה של האסטרונומיה. פרוייקט RadioAstron מנוהל על ידי מרכז האסטרונומיה והחלל של המכון לפיסיקה לבדב (Lebedev) של האקדמיה הרוסית למדעים ועל ידי אירגון לאבוצ’קין למדע, הפועלים על פי חוזה מול תאגיד החלל של המדינה ROSCOSMOS, בשיתוף עם אירגונים נוספים ברוסיה ובמדינות אחרות.
“אנחנו כאן בפרוייקט RadioAstron, שמחים ששילוב ייחודי של טלסקופ רדיו חללי תוצרת רוסיה ומערך קרקעי אדיר של טלסקופי רדיו איפשר לנו לחקור את הסילון היחסותי הצעיר בקירבתו של חור שחור מאסיבי ביותר” מציין פרופ יורי קובאלב (Prof. Yuri Kovalev) ממכון לבדב במוסקווה.
תורגם על ידי אורי ברוק.
להודעה של החוקרים באתר אוניברסיטת אלטו הפינית
עוד בנושא באתר הידען:
