Első alkalommal sikerült egy extragalaktikus, nagyon nagy tömegű fekete lyuk  (ang. supermassive black hole) legközelebbi környezetéről képet alkotni. Az áttörésnek számító eredményt az Event Horizon Telescope nevű rádiócsillagászati műszeregyüttessel érték el. Még soha nem “láttunk” fekete lyukat ilyen részletes felbontásban, és ennyire közel az eseményhorizontjához. A fekete lyukak kiemelkednek a sötétségből.

Nagy várakozás előzte meg az Eseményhorizont Távcsővel (Event Horizon Telescope) készült első felvételek és a vele kapott első eredmények közzétételét. Mi is írtunk már 2018-ban arról, hogy mire számíthatunk. A legelső képeket és eredményeket 2019. április 10-én tették közzé, mi ezeket a www.space.com alapján szemlézzük.

 

VCSE - A kutatók által kapott első fekete lyuk-sziluett. A kép az EHT-val készült az M87 extragalxis közepén található nagyon nagytömegű fekete lyukról. A 6,5 milliárd naptömegű fekete lyuk meghajlítja a mögötte lévő csillagok, csillagközi gáz fényét. A gyűrűn belül található üres terület a fekete lyuk sziluettje. Ez a nagyon nehezen megkapott kép a fekete lyukak létezésének eddigi legerősebb bizonyítéka. - Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration
VCSE – A kutatók által kapott első fekete lyuk-sziluett. A kép az EHT-val készült az M87 extragalaxis közepén található nagyon nagy tömegű fekete lyukról. A 6,5 milliárd naptömegű fekete lyuk meghajlítja a mögötte lévő csillagok, csillagközi gáz fényét. A gyűrűn belül található üres terület a fekete lyuk sziluettje. Ez a nagyon nehezen megkapott kép a fekete lyukak létezésének eddigi legerősebb bizonyítéka. – Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration

Fekete lyukak definíció szerint a térnek olyan tartományai, amelyből bentről kifelé semmi sugárzás vagy anyag nem távozhat el az objektum nagy gravitációja miatt. Arra gondolhatnánk, hogy ezért semmi, még a fény sem hagyhatja el a felszínüket, ezért nem lehet őket látni. De például a környezetükre kifejtett gravitációs hatásuk révén, vagy az általuk széttépett csillagok anyagának áramlása és sugárzása révén fel lehet őket fedezni. A Hawking-sugárzás pedig mégiscsak lehetővé teszi, hogy valami elhagyja a fekete lyukat. Leegyszerűsítve: ha egy fekete lyuk felszínén egy tömeg nélküli részecske éppen fénysebességgel kering (pl. egy foton), és energiája elég nagy (vagyis pl. a foton hullámhossza nagyon kicsi, frekvenciája nagy), akkor széteshet két részecskére, pl. egy elektronra és pozitronra. Ekkor az elektromos töltés megmarad. A párkeltés során a haladó irányba mutató lendület is megmarad, de keletkezhet egy erre merőleges komponens is mindkét részecskéhez. Ekkor pl. a pozitron befelé megy, az elektron kifelé, így ez a lendületkomponens is megmarad. Tehát valami nagy ritkán – pontosabban annak a valaminek egy része, példánkban a fele tömeg – elhagyhatja a fekete lyukat. Így akár egy fekete lyuk “világíthat” is. Értelmes dolog lehet ezért egy fekete lyuk “magnitúdójáról” beszélni. A Hawking-sugárzás azonban a legtöbb csillagászati fekete lyuk esetén rendkívül – végtelenül – gyenge, műszereinkkel nem érzékelhető, mert bőven a műszerek érzékenysége alatt marad. A fekete lyukakhoz legeslegközelebbi térből azonban jöhet fény és sugárzás, pl. a behulló anyag itt még – elvileg – észlelhető. (A Hawking-sugárzás léte nem mond ellent a fekete lyuk definiciójának, hiszen az nem a fekete lyuk belsejéből jön, ahonnét semmi nem jöhet ki, hanem a felszínéről, ami ugye nem belül van, hanem határfelület.)

Az Eseményhorizont Távcsőrendszer az M87-beli és a mi Tejútrendszerünkben lévő, Sagittarius A*-nak (Sgr A*) nevezett fekete lyukakat, illetve közvetlen környezetüket szeretnék megvizsgálni. Az M87-belire vonatkozó eredményeket 2019. április 10-én tették közzé sajtókonferencia keretében. A képek a fekete lyukak vizsgálatának egy fontos, új lépése, egy új vizsgálati lehetőség: egy egészen ismeretlen világ nyílik ki számunkra. Az eddig csak elméletek és spekulációk szintjén lévő elképzelések most észlelésekkel megerősítést nyerhetnek – vagy megcáfolhatják őket.

Az Eseményhorizont Távcsőben (EHT) több, mint 200 kutató dolgozik együtt. Némelyikük már két évtizede tagja a teljes glóbuszra kiterjedő együttműködésnek. A cél néhány közeli, nagyon nagy tömegű, galaxisok központjában található központi fekete lyuk sziluettjét és közvetlen környezetét rádióhullámhosszakon feltérképezni, és képet alkotni róla. Bár ez rádiócsillagászati kép, sok helyen fotónak nevezik (noha a fotó szót csak látható fénybeli képekre szokták sokszor használni). Az első észlelések ezzel a távcsőrendszerrel 2017 áprilisában történtek, az első adatfeldolgozási lépések 800 magos számítógépklaszteron 2017 decemberében estek meg, az első eredmények pedig 2019-ben kerültek közlésre.

Az első célpont az M87 (Messier 87) extragalaxisban lévő, 6,5 milliárd naptömegű behemót fekete lyuk volt. A másik célpont az Sgr A*, ami csak 4,3 millió naptömegű. Most csak az M87-ről szóló eredményeket és képet közölték. Az M87-beli központi fekete lyuk tőlünk mért távolsága 53,5 millió fényév, az Sgr A* csak 26 ezer fényévre található. Az Sgr A* látszó mérete olyan pici tőlünk nézve, “mintha egy narancsot néznénk a Holdon” mondta egy csillagász a space.com-nak.

VCSE - Az EHT rádiótávcsöveinek elhelyezkedése a Földön. - Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration
VCSE – Az EHT rádiótávcsöveinek elhelyezkedése a Földön. – Forrás: Event Horizon Telescope Collaboration

Minden éjszaka kb. 1 petabájtnyi észlelési adat keletkezett, így az adatfeldolgozás egy évnél is hosszabb ideig tartott egy nagyméretű szuperszámítógépen. Például ekkora adatmennyiséget nem is lehetett az interneten átküldeni a rádiótávcsövektől az adatfeldolgozási helyre, különböző adathordozókon kellett fizikailag szállítani. Vagyis adathordózóra rámásolták, és azt a posta vitte. A hagyományos postaszolgáltatás még mindig gyorsabb ekkora adatmennyiség esetén, mint az internet a jelenleg elérhető legnagyobb sávszélességgel! A Déli Sarkon lévő távcsőrésztvevőtől például nem is lehetett addig elhozni az adatokat, amíg elég meleg nem lett a sarkvidéken.

Igazán izgalmas, hogy az M87-re az elméleti fizika, az általános relativitáselmélet nyomán számolt kép igen jó összhangban van a most elvégzett mérésekkel, így egyben az általános relativitáselmélet további bizonyítékának tekinthető. A szimulált fekete lyuk-körvonal (sziluett) és az anyagbefogási korong (akkréciós diszk) rádióhullámhosszak-beli kinézete összhangban van a mérttel. Ez ugyan megnyugtatónak hangzik, de ilyen erős gravitációs térben soha nem ellenőrizték korábban ilyen pontossággal az általános relativitáselméletet! Márpedig erős gravitációs térre konkurens elméletek is akadtak (vagy akadnak). Ahogy a kutatók egyike mondta: “A mérés párbeszéd a természettel”.

 

VCSE - Általános relativitásleméleti magnetohidrodinamikával szimulált fekete lyuk sziluett rádióhullámhosszakon. Az akkrációs diszkre a képen 45 fokos szögből nézünk rá (az egyenlítójéhez képest). A bal oldalon azért fényesebb a fekete lyuk által meghajíltott fény, mint ajobb oldlaon, mert a Doppler-fókuszálás miatta felénk közeledő anyag fényesedik, a távolodó elhalványodik. A központi fekete részben van a fekete lyuk. Előtte az akkréciós diszk egyes részei láthatók. - Forrás: Hotaka Shiokawa, https://www.cbc.ca/news/technology/black-hole-photo-1.5089403
VCSE – Általános relativitáselméleti magnetohidrodinamikával szimulált fekete lyuk sziluett rádióhullámhosszakon. Az akkréciós diszkre a képen 45 fokos szögből nézünk rá (az egyenlítőjéhez képest). A bal oldalon azért fényesebb a fekete lyuk által meghajlított fény, mint a jobb oldalon, mert a Doppler-fókuszálás miatt a felénk közeledő anyag fényesedik, a távolodó pedig elhalványodik. A központi fekete részben van a fekete lyuk. Előtte az akkréciós diszk egyes részei láthatók. – Forrás: Hotaka Shiokawa, https://www.cbc.ca/news/technology/black-hole-photo-1.5089403

 

Az M87 fekete lyukának EHT-képén az látszik, hogy a környezetből a fekete lyukba hulló gáz hogyan spirálozódik befelé. Ez az anyagbefogási (akkréciós) folyamat részleteiben nagyon kevéssé ismert, közelről soha nem láttuk. Pedig a fekete lyuk gravitációja által felgyorsított gázrészecskéket a lyuk mágneses tere fókuszálja, és ez hozza létre a megfigyelhető, a fekete lyuk környezetéből kilövellő nyalábokat (jeteket). A nyalábokban közel fénysebességgel mozog az anyag.

A képek analízisével a fekete lyuk forgását is lehet majd tanulmányozni, esetleg a forgásidőt megállapítani. Ezek természetesen közvetett mérések lesznek: a behulló anyag mozgására hathat a fekete lyukkal együtt forgó mágneses tere. Az is izgalmas kérdés, hogy egy központi, nagyon nagy tömegű fekete lyuk hogyan alakítja a galaxis fejlődését és viszont, illetve milyen hatással van erős gamma-, röntgen- és ultraibolya sugárzása a galaxisbeli életre. Ez különösen fontos akkor, amikor a fekete lyukba nagyobb mennyiségű anyag hullik be. Pl. ha egy csillag helyett egy egész nyílthalmazt nyel el, vagy egy másik, közelben elhaladó galaxis árapályereje csillagkeletkezési hullámot indít be. Ilyenkor nemcsak sok szupernóva lesz, de a fekete lyukba is több anyag hullik be, megnövelve az akkréciós korong tömegét és méretét a fekete lyuk körül. Ez erős sugárzási folyamatokat indít be. Jelenleg az Sgr A* inaktív a mi Galaxisunkban.

Későbbiekben az EHT eredményeit majd gravitációs hullámdetektorokéval lehet kombinálni, így még többet megtudva ezekről a rejtélyes, a galaxisfejlődésben és a galaktikus lakhatóságban fontos szerepet játszó objektumokról.

Egészen biztos, hogy az EHT eredményei a jövőben is izgalmasak lesznek. A mostani képek további analízise a következő hónapokban még újabb eredményeket ad majd. Érdemes követni az ismeretterjesztő oldalakat a legújabb fejleményekért.

Videós magyarázat a képről (angolul).

További cikkek fekete lyukakról a VCSE honlapján itt.
Ez nem a cikk végleges változata, a benne előforduló hibák javítás alatt állnak!

A következőkben áprilisi amatőrcsillagászati megfigyelésekhez szeretnék ajánlani néhány objektumot.

A Nap áprilisban 05:40 (NYISZ) körül kel, 19:50 (NYISZ) körül nyugszik. (A NYISZ a nyári időszámítás rövidítése – NYISZ = UT + 2 h, NYISZ = KözEI+ 1 h, ahol UT a világidő, KöZEI a közép-európai idő rövidítése.) Az észlelés napnyugta után – témaválasztástól, távcső felállításától függően – körülbelül egy órával már elkezdhető. A csillagászati szürkület a napnyugta utáni, illetve napkelte előtti 1,5-2 órát felölelő időszak. Újhold április 5-én, első negyed április 12-én, telihold április 19-én, utolsó negyed április 27-én lesz. (Forrás: http://vcse.hu/).

Csillagászati szürkület alatt azt az időszakot értjük, amikor a Nap a -18° horizont alatti magasságot még nem éri el, de már legalább -12°-on vagy mélyebben van. A -18°-os érték elérése után áll be a teljes sötétség.

Látványosabb események UT időzóna szerint (UT = NYISZ – 2 óra):

04.01. 00:13: A Hold földtávolban 405 575,1 km-re, látszó átmérője 29,5′
04.06. 17:39 33 órás holdsarló 7° magasan
04.09. 20: A Hold az Aldebaran közelében
04.10. A Merkúr naptávolban
04.10: A Jupiter hátráló mozgásba kezd
04.11. A Merkúr legnagyobb nyugati kitérésben, 28°-ra a Naptól
04.14. 19:37 A Hold mögé belép a 8 Leonis (6 magnitúdó, 72%-os holdfázis)
04.16. 22:06: A Hold földközelben 364 207,1 km-re, látszó átmérője 32,8′
04.18: A Vénusz naptávolban
04.19. A Nap a Halakból átlép a Kos csillagképbe
04. 21. Húsvétvasárnap
04.22. Az Uránusz együttállásban a Nappal
04.23. 00:00 A Lyridák meteorraj maximuma (ZHR=18)
04.23. 03:06 A Jupiter 5°-ra a 84%-os Holdtól
04.25. 03:02 A Szaturnusz 6°-ra a 67%-os Holdtól
04.27. 23:13 Az Io fogyatkozásának kezdete
04.28. 02:24 Az Europa fogyatkozásának kezdete
04.28. 18:17: A Hold földtávolban 404 580,0 km-re, látszó átmérője 29,5′
04.30. A Szaturnusz hátráló mozgásba kezd

Az (1) Ceres törpebolygó áprilisban 8,1 mag-ról 7,6 mag-ra fényesedik fel. A hó elején éjfélkor kel és hajnalban nyugszik, a hó végén már este 10 körül felkel és hajnali fél három felé delel. Júniusban lesz szembenállásban a Nappal, akkorra eléri a 7,0 mg-s fényességet is.

A Merkúr 2019. évi láthatóságát lásd itt. Április 11-én legnagyobb nyugati elongációban, de csak 45 perccel kel a Nap előtt, így gyakorlatilag megfigyelhetetlen a hó folyamán.

A Vénusz a hó közepén Zalaegerszegről nézve 5:11-kor kel és 16:45-kor nyugszik, ezért megfigyelhetetlen. Egyre korábban kel. A hó végén  már 4:51-kor kel, és a hajnali égbolton, keleten, alacsonyan elkezd feltűnni a látóhatár felett.

A Mars Zalaegerszegről nézve 8 órakor kel, a hó közepén 23:43-kor nyugszik. Így az esti nyugati égbolton, 1,6 mg-s vörös objektumként még megfigyelhető a Bikában. 16-án 7 fokra az Aldebarantól. Szép asztrotájképek készíthetők a Marssal, a Hyadokkal és a Plejádokkal.

A Jupiter -2,5 mg-s, a Hold és a Vénusz után az éjszakai égbolt harmadik legfényesebb égitestje. Éjfél után kel a hó közepén (00:38-kor) Zalaegerszegről nézve, az éjszaka második felében jól látszik a Kígyótartóban.

A Szaturnusz 0,4 mg-s, hajnali 2:20 körül kel Zalaegerszegről nézve, és a Nyilas keleti oldalán látszik.

Az Uránusz a Kosban jár, túl közel a Naphoz, nem megfigyelhető.

A Neptunusz a Vízöntőben jár, hajnali 5 körül kel, nem megfigyelhető.

 

Olvasd tovább

A Gothard Jenő Csillagászati Egyesület kezdeményezésére találkoznak a GCSE, VCSE és BCSE tagjai a Kemenes Vulkán Parkban:
Helyszín: Celldömölk Kemenes Vulkán Park
Időpont: 2019. április 6. szombat 14-15 órától vasárnap hajnalig.
A rendezvény célja, hogy a GCSE, a VCSE és a Bakonyi Csillagászati Egyesület tagjai megismerkedhessenek egymás munkájával, megemlékezzünk közösen Eötvös Lorándról halála 100. évfordulóján, és végül közösen teljesítsük a lehető legtöbb objektum észlelését Messier-maraton keretében.
A tervezett programok:
– vulkántúra és előadások Eötvös Loránd munkásságáról, Ság-hegy geológiájáról
– előadások egyesületek munkájáról
– meteorit kiállítás
– Lego-marsjárók
– távcsöves bemutató látogatók részére (csak ha valakinek van kedve hozzá)
– napnyugta után Messier-maraton
Akit érdekel a kirándulás, kárjük, jelentkezzen Jandó Attilánál a vcse @ vcse.hu címen (a szóközök az e-mail címből törlendők).
Tervezett indulás Zalaegerszegről legkésőbb 13:00-kor (részletes programtól függően még pontosítunk).
Minden érdeklődőt szívesen látunk.
VCSE - A kép forrása: http://cs.astronomy.com/asy/m/starclusters/491709.aspx. Hat óra összexpozíció (L: 24x600s – 240 perc, RGB: 8x300s – 40 perc/színszűrő). A képet 2017. májusában és júniusban hét éjszakán vette fel a dcrowson művésznéven futó amatőr az új-mexikói Rancho Hidalgo Sötét Égbolt Parkból SBIG STF-8300M kamerával, ami egy Astro-Tech AT12RCT típusú, 30,5 cm-es távcsővön volt (f/8). - dcrowson
VCSE – Az NGC 5634 gömbhalmaz. A kép forrása: http://cs.astronomy.com/asy/m/starclusters/491709.aspx. Hat óra összexpozíció (L: 24×600 s – 240 perc, RGB: 8×300 s – 40 perc/színszűrő). A képet 2017 májusában és júniusában hét éjszakán vette fel a dcrowson művésznéven futó amatőr az új-mexikói Rancho Hidalgo Sötét Égbolt Parkból SBIG STF-8300M kamerával, ami egy Astro-Tech AT12RCT típusú, 30,5 cm-es távcsövön volt (f/8). – dcrowson

Az NGC 5634 egy, a Szűz (Virgo) csillagképben látható gömbhalmaz. 10 magnitúdós, így a közepes fényességű gömbhalmazok közé tartozik. Meglehetősen ritkán észlelik az amatőrcsillagászok, pedig -5°-os deklinációjával késő téli és tavaszi estéken jól észlelhető lenne. Négy-öt ívperces méretű, a Shapley-skálán IV-es koncentrációs fokozatú. Tőlünk mért távolsága kb. 82 000 fényév. Már William Herschel is megfigyelte és feljegyezte a 18. században.

Az érdekessége ennek a gömbhalmaznak, hogy valaha a Sagittarius szferoidális törpegalaxis (Sgr dSph) gömbhalmaza volt, de ennek a törpe kísérőgalaxisunknak az elnyelésekor az árapályerők kitépték a kísérőnkből, és a Tejútrendszer része lett – majd az árapály-kölcsönhatás kitépte a mi Galaxisunkból is, és jelenleg eltávozóban van tőlünk.

Az NGC 5634 nagyon fémszegény, és először róla gondolták – még 2002-ben -, hogy nem a Tejúthoz, hanem az Sgr dSph-hez tartozott eredetileg.

A gömbhalmazok történetének ilyen vizsgálataihoz fémtartalmukat, radiális sebességüket és mozgásuk elemzését is felhasználják.

A Sagittarius szferoidális törpéhez több gömbhalmaz is tartozik: a Messier 54, az Arp 2, a Terzan 7 és 8.  Lehetséges, hogy több gömbhalmaza is volt, csak az árapályerők ezeket felaprították. 2003-ban felvetették, hogy a Tejútrendszer külső, halóbeli gömbhalmazainak akár több, mint 20%-a is az Sgr dSph törpegalaxisból származhat.

A Vega Csillagászati Egyesület négy tagja jutott be a 2018/19. tanévi országos csillagászati verseny országos döntőjébe a három előzetes forduló után (öten indultak a VCSE-ből). A döntőt 2019. március 2-3-án rendezték meg Pécsen.

A versenyen a zalaegerszegi, a helybeli Zrínyi Miklós Gimnáziumban tanuló Császár Kornél tagtársunk az előkelő országos második helyet szerezte meg! Ez eddig a VCSE-sek legjobb eredménye. (Korábban, a csapatversenyek korában a Csizmadia Tamás-Győrffy Ákos-Bedő Veronika trió országos negyedik lett, míg Mohácsi István-Nagy Zsófia-Szám Dorottya csapat harmadik).

VCSE - Jobbra Jandó Attila, a VCSE titkára VCSE-s polóban, aki a felnőtt kísérője volt a zalai versenyzpknek, balra mögötte sötét ruhában és gombafrizurával Császár Kornél, az országos második helyezett, egyesületünk tagja.- Prof. Borkovits Tamás felvétele (mobiltelefonnal)
VCSE – Jobbra Jandó Attila, a VCSE titkára VCSE-s polóban, aki a felnőtt kísérője volt a zalai versenyzőknek, balra mögötte sötét ruhában és gombafrizurával Császár Kornél, az országos második helyezett, egyesületünk tagja.- Prof. Borkovits Tamás felvétele (mobiltelefonnal)

Soós Benjamin országos nyolcadik, Jandó Dániel huszadik, Vámosi Flórián huszonegyedik lett. Mivel az országos döntő nehézségi foka körülbelül megegyezik a nemzetközi csillagászati és asztrofizikai diákolimpiáéval, ezek igen szép eredménynek számítanak.

Mindegyik tagtársunknak szívből gratulálunk! VCSE

VCSE - Balról jobbra három tagtársunk, aki részt vett a versenyen: Vámosi Flórián, Császár Kornél, Jandó Dániel. Hiányzik. Soós Benjámin. - Jandó Attila felvétele
VCSE – Balról jobbra három tagtársunk, aki részt vett a versenyen: Vámosi Flórián, Császár Kornél, Jandó Dániel. Hiányzik. Soós Benjámin. – Jandó Attila felvétele