Lielākajai daļai cilvēku šķiet, ka reāla milzīgo kosmosa objektu masas mērīšana visumā ir nereāla. Bet pēc uzstādīšanas Čīles ziemeļos jaunākā ALMA radio teleskopa antena, kas darbojas gan ar milimetru, gan submillimetru viļņu garumiem, ir kļuvusi diezgan iespējama. Milzu ALMA antenas lauks aizņem 16 kilometrus no Atakamas tuksnesī un apvieno 66 antenas. Viņi visi strādā kopā, kā viens augstas precizitātes milzīgs teleskops. Tomēr precīzi noteiktās melno caurumu masas noteikšana, kas atrodas miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes virsmas, ir tālu no vienkāršas.
Kur ir melnie caurumi?
Astronomi jau sen ir atklājuši, ka tādi kosmiskie ķermeņi, kuriem ir milzīga masa, ir noslēpti lielāko galaktiku kodolos. Šie priekšmeti tika veidoti, pateicoties viņu saimniekorganismu galaktiku attīstībai, ilgu miljardu gadu garumā. Un viņu pētījums ir mūsdienu astrofizikas prioritārais uzdevums. Melnais caurums dod lielu ieguldījumu jaunu zvaigznes veidošanā. Viņi, tāpat kā visi Visuma dzīvie priekšmeti, pakāpeniski aug un attīstās, būtiski ietekmējot starpzvaigžņu vidē. Pastāv vairāki veidi, kā noteikt šo šūpuļa masu. Lai izvēlētos katru no tiem, tiek novērtēti daži kritēriji: objekta attālums, galaktikas veids un citi.
Monster piena ceļā
Mūsu Piena ceļam ir arī supermassīvs melns caurums. Viņa bija redzama Strēlnieku zvaigznājā kā spēcīgs radioviļņu avots. Astronomi, izmantojot neticami precīzus infrasarkano staru teleskopus, varēja izsekot citu zvaigznju trajektorijām šajā punktā, izstarojot visspēcīgākos radio viļņus. Šādu pētījumu rezultātā tika noteikts šī melnā cauruma masa, kas ir 4 miljoni reižu lielāka par mūsu zvaigznes, Saules masu.
Vai ir iespējams izmērīt melnos caurumus tālu galaktiku kodolu struktūrā?
Mūsdienu astrofizikiem nav tik grūti novērtēt tuvāko Zemes tuvāko kosmiskā briesmona masu. Galu galā, tas atrodas ļoti tuvu mūsu zemes novērošanas centriem - "tikai" 25 tūkstoši gaismas gadu. Kā noteikt citu galaktiku kodolos slēpto melno caurumu lielumu un masu? Tie ir tik tālu no Zemes, ka zvaigžņu rotācijas ātruma mērīšana to kodolos nav iespējama pat ar infrasarkano staru teleskopu izmantošanu. Zinātnieki mēģina izmantot šo metodi: viņi atrod spilgtus mega-chas objektus (kvantu ģeneratorus, kas izstaro elektromagnētiskos viļņus centimetru diapazonā) un skatās, kā tie pārvietojas pa centru - melno caurumu. Megamasers spēlē bākas lomu, bet diemžēl astronomiem tās nav visās galaktikās.
Tiek izmantota arī cita metode: pētījums par jonizēto gāzu kustību galaktikas kodolos. Ir algoritms melno caurumu masas aprēķināšanai, pamatojoties uz šādu gāzu mākoņu kustības ātrumu. Šo metodi var izmantot tikai, lai izmērītu objektus eliptiskajās galaktikās, un tas ir pilnīgi nepiemērots, lai noteiktu supermassīvo melno caurumu masu, kas slēpjas spirālveida galaktiku kodolos. Šādu mērījumu iespējai ir tikai supergigants teleskops ALMA.
Kas ir atļauts iemācīties teleskopu ALMA?
Spirālveida galaktika NGC 1097, kas atrodas gandrīz 45 miljonu gaismas gadu attālumā no mums un atrodas dienvidu puslodes zvaigznājā Pec, nesen bija ieinteresēta zinātnieku grupā, kuru vada Kyoko Onishi. Viņi pētīja divu vielu: ūdeņraža cianīda (HCN), formilija (HCO +) molekulu kustības ap kodolu. Pēc tam, izmantojot datorizētus modeļus, kas izstrādāti ar ALMA teleskopu, viņi varēja pārliecināties, ka šādi rādītāji ir raksturīgi melniem caurumiem, kas sver 140 miljonus saules masu. Izrādās, ka NGK 1097 galaktikas melnais caurums ir supermassīvs. Tā ir 35 reizes lielāka nekā mūsu, kas atrodas Piena ceļā.
Šis pētījums bija pirmais, kas tika veikts, izmantojot ALMA spirālveida galaktikā ar džemperi. Tagad astrofizika, izmantojot šo modeli, varēs izmērīt citus masveida kosmosa objektus. Šie pētījumi palīdzēs cilvēcei saprast, kā tie ietekmē viens otru un citus kosmiskos ķermeņus.
