क्या आकाशगंगा के केंद्र में कुछ और छिपा है?

इस दृष्टांत में, सितारों को आकाशगंगा के केंद्र में स्थित सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर निकट कक्षा में परिक्रमा करते हुए देखा जाता है, जिसे धनु A* (Sgr A*) के रूप में जाना जाता है। श्रेय: जेमिनी इंटरनेशनल ऑब्जर्वेटरी/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/(Spaceengine), आभार: एम. ज़मानी (NSF’s NOIRLab)[2]आकाशगंगा के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल में सटीक अंतर्दृष्टि

धनु A* को उजागर करने के लिए खगोलविद मिथुन वेधशाला और एक संयुक्त अंतर्राष्ट्रीय दूरबीन का उपयोग करते हैं

जेमिनी नॉर्थ टेलीस्कोप की मदद से प्राप्त, खगोलविदों ने सुपरमास के चारों ओर तारों की गति का सबसे सटीक मापन किया है।[{” attribute=””>black hole at the center of the Milky Way. These results show that 99.9% of the mass contained at the very center of the galaxy is due to the black hole, and only 0.1% could include stars, smaller black holes, interstellar dust, and gas, or dark matter.

https://www.youtube.com/watch?v=EtQSjZ-Hank

खगोलविदों ने धनु A* (Sgr A*) के तत्काल आसपास के चार सितारों की स्थिति और गति को पहले से कहीं अधिक सटीक रूप से मापा है।^[1] आकाशगंगा के केंद्र में दुबका हुआ सुपरमैसिव ब्लैक होल। S2, S29, S38 और S55 नाम के इन तारों की गति उन रास्तों का अनुसरण करते हुए पाई गई है जो यह दर्शाते हैं कि आकाशगंगा के केंद्र में द्रव्यमान लगभग पूरी तरह से किसके कारण है एसजीआर ए * ब्लैक होल, जो किसी और चीज के लिए बहुत कम जगह छोड़ता है।

शोध दल ने इस शोध में विभिन्न प्रकार की उन्नत खगोलीय सुविधाओं का प्रयोग किया। सितारों के वेग को मापने के लिए, उन्होंने जेमिनी नियर इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोग्राफ (GNIRS) से जेमिनी नॉर्थ में हवाई में मौनाके शिखर के पास, जेमिनी इंटरनेशनल ऑब्जर्वेटरी का हिस्सा, NSF NOIRLab प्रोग्राम और यूरोपियन सदर्न ऑब्जर्वेटरी पर SINFONI इंस्ट्रूमेंट से स्पेक्ट्रोस्कोपी का इस्तेमाल किया।[{” attribute=””>تلسكوب كبير جدا. تم استخدام أداة GRAVITY في VLTI لقياس مواضع النجوم.

رسم توضيحي للثقب الأسود القوس A * في وسط مجرة ​​درب التبانة. الائتمان: مرصد الجوزاء الدولي / NOIRLab / NSF / AURA / J. دا سيلفا / (Spaceengine) ، شكر وتقدير: M. Zamani (NSF’s NOIRLab)

قال راينهارد جينزل ، مدير معهد ماكس بلانك للفيزياء خارج كوكب الأرض والمشترك في الحصول على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2020: “نحن ممتنون جدًا لمرصد الجوزاء ، الذي أعطتنا أداة GNIRS الخاصة به المعلومات الهامة التي نحتاجها”. “يُظهر هذا البحث التعاون العالمي في أفضل حالاته.”

يحتوي مركز المجرة التابع لمجرة درب التبانة ، الذي يقع على بعد حوالي 27000 سنة ضوئية من الشمس ، على مصدر الراديو المضغوط Sgr A * الذي حدده علماء الفلك على أنه ثقب أسود فائق الكتلة يبلغ 4.3 مليون مرة كتلة الشمس. على الرغم من عقود من الملاحظات المضنية – وتم منح جائزة نوبل لاكتشاف هوية Sgr A *^[3] – यह निश्चित रूप से साबित करना मुश्किल हो गया है कि इस द्रव्यमान का अधिकांश हिस्सा केवल सुपरमैसिव ब्लैक होल का है और इसमें भारी मात्रा में पदार्थ जैसे तारे भी शामिल नहीं हैं, जो छोटे होते हैं ब्लैक होल्सया तारे के बीच की धूल और गैस, या गहरे द्रव्य.

मार्च और जुलाई 2021 के बीच ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप इंटरफेरोमीटर (वीएलटीआई) पर ग्रेविटी इंस्ट्रूमेंट के साथ हासिल की गई ये एनोटेट छवियां, मिल्की वे के केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल, धनु A* के पास परिक्रमा करते हुए सितारों को दिखाती हैं। इन सितारों में से एक, जिसे S29 कहा जाता है, को तब देखा गया जब यह सूर्य और पृथ्वी के बीच की दूरी का 90 गुना, 13 बिलियन किमी की दूरी पर अपने निकटतम ब्लैक होल के पास पहुंचा। एक और तारा, जिसे S300 कहा जाता है, को पहली बार ESO द्वारा रिपोर्ट किए गए नए VLTI अवलोकनों में खोजा गया था।
NSF के NOIRLab और ESO के VLT के एक कार्यक्रम, जेमिनी इंटरनेशनल ऑब्जर्वेटरी के जेमिनी नॉर्थ का उपयोग करते हुए, खगोलविदों ने इन सितारों S29 और S55 (साथ ही S2 और S38 सितारों) की स्थिति और गति को पहले से कहीं अधिक सटीक रूप से मापा है, और उन्हें गतिमान पाया है। एक तरह से यह दर्शाता है कि आकाशगंगा के केंद्र में द्रव्यमान लगभग पूरी तरह से ब्लैक होल धनु A* के कारण है, जिससे किसी और चीज़ के लिए बहुत कम जगह बची है। श्रेय: ईएसओ/गुरुत्वाकर्षण सहयोग

“2020 के भौतिकी में नोबेल पुरस्कार के साथ यह पुष्टि करने के लिए कि एसजीआर ए * वास्तव में एक ब्लैक होल है, अब हम आगे बढ़ना चाहते हैं। हम समझना चाहेंगे कि आकाशगंगा के केंद्र में कुछ और छिपा हुआ है, और क्या सामान्य है सापेक्षता वास्तव में सही सिद्धांत है “इस प्रश्न का उत्तर देने का सबसे सीधा तरीका एसजीआर ए * के पास से गुजरने वाले सितारों की कक्षाओं का बारीकी से पालन करना है,” इस काम में शामिल खगोलविदों में से एक स्टीफन गेल्सन ने समझाया।

आइंस्टीन का सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत भविष्यवाणी करता है कि एक कॉम्पैक्ट, सुपरमैसिव ऑब्जेक्ट के चारों ओर सितारों की कक्षाएं शास्त्रीय न्यूटनियन भौतिकी द्वारा भविष्यवाणी की गई कक्षाओं से थोड़ी अलग हैं। विशेष रूप से, सामान्य सापेक्षता भविष्यवाणी करती है कि सितारों की कक्षाएँ एक सुंदर रोसेट का नक्शा तैयार करेंगी – एक प्रभाव जिसे के रूप में जाना जाता है प्रोएक्टिव श्वार्जस्चिल्ड. वास्तव में इस गुलाब को ट्रैक करने वाले सितारों को देखने के लिए, टीम ने Sgr A* के तत्काल आसपास के क्षेत्र में चार सितारों की स्थिति और वेग को ट्रैक किया – जिसे S2, S29, S38 और S55 कहा जाता है। इन सितारों की टीम की टिप्पणियों ने Sgr A* के भीतर बड़े पैमाने पर वितरण का अनुमान लगाने की अनुमति दी है। उन्होंने पाया कि S2 की कक्षा के भीतर कोई भी द्रव्यमान सुपरमैसिव ब्लैक होल के द्रव्यमान का अधिकतम 0.1% योगदान देता है।

के लिए एनिमेटेड अनुक्रम[{” attribute=””>ESO’s Very Large Telescope Interferometer (VLTI) images of stars around the Milky Way’s central black hole. This animation shows the orbits of the stars S29 and S55 as they move close to Sagittarius A* (center), the supermassive black hole at the heart of the Milky Way. As we follow the stars along in their orbits, we see real images of the region obtained with the GRAVITY instrument on the VLTI in March, May, June and July 2021. In addition to S29 and S55, the images also show two fainter stars, S62 and S300. S300 was detected for the first time in new VLTI observations reported by ESO.

Measuring the minute variations in the orbits of distant stars around our galaxy’s supermassive black hole is incredibly challenging. To make further discoveries, astronomers will have to push the boundaries not only of science but also of engineering. Upcoming extremely large telescopes (ELTs) such as the Giant Magellan Telescope and the Thirty Meter Telescope (both part of the US-ELT Program) will allow astronomers to measure even fainter stars with even greater precision.

“We will improve our sensitivity even further in future, allowing us to track even fainter objects,” concluded Gillessen. “We hope to detect more than we see now, giving us a unique and unambiguous way to measure the rotation of the black hole.”

यूरोपीय दक्षिणी वेधशाला के वेरी लार्ज टेलीस्कोप (2019 से अंतिम अवलोकन) द्वारा देखे गए सितारों को देखने के लिए मिल्की वे के केंद्र में ज़ूम करें। 2021 के मध्य में ईएसओ के वेरी लार्ज टेलीस्कोप इंटरफेरोमीटर पर ग्रेविटी इंस्ट्रूमेंट का उपयोग करके देखे गए ब्लैक होल के करीब के सितारों को और अधिक ज़ूम करने से पता चलता है।

नेशनल साइंस फाउंडेशन के जेमिनी प्रोग्राम ऑफिसर मार्टिन स्टील ने कहा, “जेमिनी वेधशालाएं हमारी आकाशगंगा की प्रकृति और उसके केंद्र में सुपरमैसिव ब्लैक होल के बारे में नई अंतर्दृष्टि प्रदान करना जारी रखती हैं।” “अगले दशक में व्यापक उपयोग के उद्देश्य से उपकरणों का और विकास हमारे चारों ओर ब्रह्मांड की विशेषता में नोइरलाब के नेतृत्व को बनाए रखेगा।”

इस शोध के बारे में अधिक जानकारी के लिए देखें मिल्की वे के सुपरमैसिव ब्लैक होल के चारों ओर सितारों की दौड़ देखें.

टिप्पणियाँ

1. धनु A* का उच्चारण “धनु तारा” किया जाता है।
2. ईएसओ के वीएलटी में 8.2 मीटर के व्यास के साथ चार सिंगल-साइट टेलीस्कोप होते हैं जो वीएलटीआई बनाने के लिए इंटरफेरोमेट्री नामक तकनीक का उपयोग करके दर्पण और भूमिगत सुरंगों के नेटवर्क के माध्यम से प्रकाश एकत्र कर सकते हैं। GRAVITY इस तकनीक का उपयोग रात के आकाश की वस्तुओं की स्थिति को ऊंचाई के आधार पर मापने के लिए करती है[{” attribute=””>accuracy — equivalent to picking out a quarter-dollar coin on the surface of the Moon.
3. The 2020 Nobel Prize in Physics was awarded in part to Reinhard Genzel and Andrea Ghez “for the discovery of a supermassive compact object at the center of our galaxy.”

This research is presented in the paper “The mass distribution in the Galactic Centre from interferometric astrometry of multiple stellar orbits” which is published in Astronomy & Astrophysics. A companion paper “Deep Images of the Galactic Center with GRAVITY” has also been published in Astronomy & Astrophysics.

References:

“Mass distribution in the Galactic Center based on interferometric astrometry of multiple stellar orbits” by GRAVITY Collaboration: R. Abuter, N. Aimar, A. Amorim, J. Ball, M. Bauböck, J. P. Berger, H. Bonnet, G. Bourdarot, W. Brandner, V. Cardoso, Y. Clénet, Y. Dallilar, R. Davies, P. T. de Zeeuw, J. Dexter, A. Drescher, F. Eisenhauer, N. M. Förster Schreiber, A. Foschi, P. Garcia, F. Gao, E. Gendron, R. Genzel, S. Gillessen, M. Habibi, X. Haubois, G. Heißel,??, T. Henning, S. Hippler, M. Horrobin, L. Jochum, L. Jocou, A. Kaufer, P. Kervella, S. Lacour, V. Lapeyrère, J.-B. Le Bouquin, P. Léna, D. Lutz, T. Ott, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, O. Pfuhl, S. Rabien, J. Shangguan, T. Shimizu, S. Scheithauer, J. Stadler, A.W. Stephens, O. Straub, C. Straubmeier, E. Sturm, L. J. Tacconi, K. R. W. Tristram, F. Vincent, S. von Fellenberg, F. Widmann, E. Wieprecht, E. Wiezorrek, J. Woillez, S. Yazici and A. Young, 19 January 2022, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142465

“Deep images of the Galactic center with GRAVITY” by GRAVITY Collaboration: R. Abuter, N. Aimar, A. Amorim, P. Arras, M. Bauböck, J. P. Berger, H. Bonnet, W. Brandner, G. Bourdarot, V. Cardoso, Y. Clénet, R. Davies, P. T. de Zeeuw, J. Dexter, Y. Dallilar, A. Drescher, F. Eisenhauer, T. Enßlin, N. M. Förster Schreiber, P. Garcia, F. Gao, E. Gendron, R. Genzel, S. Gillessen, M. Habibi, X. Haubois, G. Heißel, T. Henning, S. Hippler, M. Horrobin, A. Jiménez-Rosales, L. Jochum, L. Jocou, A. Kaufer, P. Kervella, S. Lacour, V. Lapeyrère, J.-B. Le Bouquin, P. Léna, D. Lutz, F. Mang, M. Nowak, T. Ott, T. Paumard, K. Perraut, G. Perrin, O. Pfuhl, S. Rabien, J. Shangguan, T. Shimizu, S. Scheithauer, J. Stadler, O. Straub, C. Straubmeier, E. Sturm, L. J. Tacconi, K. R. W. Tristram, F. Vincent, S. von Fellenberg, I. Waisberg, F. Widmann, E. Wieprecht, E. Wiezorrek, J. Woillez, S. Yazici, A. Young and G. Zins, 19 January 2022, Astronomy & Astrophysics.
DOI: 10.1051/0004-6361/202142459

More information

The team behind this result is composed of The GRAVITY Collaboration, R. Abuter (European Southern Observatory), A. Amorim (Universidade de Lisboa and CENTRA – Centro de Astrofísica e Gravitação), M. Bauböck (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics and University of Illinois), J. P. Berger (University Grenoble Alpes and European Southern Observatory), H. Bonnet (European Southern Observatory), G. Bourdarot (University Grenoble Alpes and Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), V. Cardoso (CENTRA – Centro de Astrofísica e Gravitação and CERN), Y. Clénet (LESIA, Observatoire de Paris), Y. Dallilar (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), R. Davies (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), P. T. de Zeeuw (Leiden University and Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), J. Dexter (University of Colorado, Boulder), A. Drescher (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), A. Eckart (University of Cologne and Max Planck Institute for Radio Astronomy), F. Eisenhauer (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), N. M. Förster Schreiber (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), P. Garcia (Universidade do Porto and CENTRA – Centro de Astrofísica e Gravitação), F. Gao (Universität Hamburg and Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), E. Gendron (LESIA, Observatoire de Paris), R. Genzel (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics and University of California, Berkeley), S. Gillessen (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), M. Habibi (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), X. Haubois (European Southern Observatory), G. Heißel (LESIA, Observatoire de Paris), T. Henning (Max Planck Institute for Astronomy), S. Hippler (Max Planck Institute for Astronomy), M. Horrobin (University of Cologne), L. Jochum (European Southern Observatory), L. Jocou (University Grenoble Alpes), A. Kaufer (European Southern Observatory), P. Kervella (LESIA, Observatoire de Paris), S. Lacour (LESIA, Observatoire de Paris), V. Lapeyrère (LESIA, Observatoire de Paris), J.-B. Le Bouquin (University Grenoble Alpes), P. Léna (LESIA, Observatoire de Paris), D. Lutz (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), T. Ott (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), T. Paumard (LESIA, Observatoire de Paris), K. Perraut (University Grenoble Alpes), G. Perrin (LESIA, Observatoire de Paris), O. Pfuhl (European Southern Observatory and Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), S. Rabien (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), G. Rodríguez-Coira (LESIA, Observatoire de Paris), J. Shangguan (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), T. Shimizu (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), S. Scheithauer (Max Planck Institute for Astronomy), J. Stadler (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), O. Straub (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), C. Straubmeier (University of Cologne), E. Sturm (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), L. J. Tacconi (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), K. R. W. Tristram (European Southern Observatory), F. Vincent (LESIA, Observatoire de Paris), S. von Fellenberg (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), F. Widmann (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), E. Wieprecht (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), E. Wiezorrek (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), J. Woillez (European Southern Observatory), S. Yazici (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics and the University of Cologne), and A. Young (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics).