Naučnici su povezali radio-teleskope u virtuelni divovski instrument koji ima rezoluciju ekvivalentnu mogućnosti da se sa Zemlje uoči novčić na površini Mjeseca.
Astronomi su postigli historijski uspjeh, po prvi put su direktno snimili složeni “ples” dvije supermasivne crne rupe zarobljene u orbiti osuđenoj na propast. Ova revolucionarna radio-snimka, prva takve vrste, potvrđuje decenijama staru teoriju o dvojnoj jezgri daleke galaksije poznate kao OJ 287 i otvara novo poglavlje u razumijevanju svemira.
Stoljetna zagonetka
Kvazar OJ 287, smješten u sazviježđu Raka na udaljenosti od oko 3,5 milijarde svjetlosnih godina, već decenijama fascinira naučnike, a njegova priča seže još do 19. stoljeća kada je nesvjesno zabilježen na ranim fotografskim pločama neba.
Kao i drugi kvazari, jedan je od najsvjetlijih objekata u svemiru i svoju energiju crpi iz supermasivne crne rupe u središtu. Ali OJ 287 je poseban. Još 1982. godine finski astronom Aimo Sillanpää primijetio je neobičnu pravilnost u njegovom sjaju – bljeskove koji su se ponavljali u ciklusu od 12 godina. Njegova smjela hipoteza bila je da to ne uzrokuje jedna, već dvije crne rupe.
Model je predviđao da divovska crna rupa, mase nevjerovatnih 18 milijardi puta veće od našeg Sunca, ima manjeg “suputnika” mase oko 150 miliona Sunca. Svakih 12 godina manja crna rupa na svojoj eliptičnoj putanji “probija” disk plina i prašine koji okružuje veću, izazivajući spektakularan bljesak vidljiv čak i amaterskim teleskopima.
Tehnološko čudo
Direktno snimanje dviju crnih rupa na tolikoj udaljenosti dugo se smatralo nemogućim. Čak ni svemirski teleskop Hubble nema dovoljnu rezoluciju da razluči dva tako bliska objekta. Rješenje je stiglo kroz tehniku poznatu kao interferometrija veoma duge baze (VLBI), koja povezuje radio-teleskope širom Zemlje u jedan virtuelni divovski instrument.
Ključnu ulogu u ovom poduhvatu imao je sada penzionisani svemirski opservatorij RadioAstron, čija se antena prostirala gotovo do pola puta između Zemlje i Mjeseca.
U saradnji sa zemaljskim antenama postignuta je rekordna rezolucija, oko 100.000 puta veća od one konvencionalnih optičkih instrumenata – što je ekvivalentno mogućnosti da se sa Zemlje uoči novčić na površini Mjeseca. Iako su podaci prikupljeni još 2014. godine, tek njihova nedavna analiza, potpomognuta savremenim teorijskim modelima, otkrila je skriveno blago.
Potvrda teorije i “plešući” mlaz
„Po prvi put uspjeli smo dobiti snimak dviju crnih rupa koje kruže jedna oko druge“, izjavio je voditelj istraživanja, astronom Mauri Valtonen sa Univerziteta u Turkuu.
„Na snimci se crne rupe prepoznaju po intenzivnim mlazovima čestica koje izbacuju.“
Sama snimka prikazuje upravo ono što su teorijski modeli predviđali. Glavni, snažni mlaz materijala izbija dijagonalno iz veće crne rupe, dok se slabiji, zakrivljeni trag savršeno poklapa s predviđenom putanjom mlaza manje crne rupe.
Dopplerova analiza dodatno je pokazala da se mlaz manje crne rupe kreće sporije, otprilike upola manjom brzinom od glavnog mlaza.
Otkriven je i potpuno novi fenomen, mlaz manje crne rupe se uvija i “njiše” poput vode iz rotirajućeg vrtnog crijeva. Naučnici ovaj efekat “mašućeg repa” pripisuju njenoj velikoj brzini i kretanju kroz gravitacijski iskrivljen prostor.
„Dvije crne rupe bile su tačno tamo gdje smo očekivali da će biti“, dodao je Valtonen, potvrđujući decenije teorijskog rada međunarodnog tima naučnika.
Prozor u evoluciju galaksija
Ovo otkriće, objavljeno u prestižnom časopisu The Astrophysical Journal, ima duboke implikacije. Ono pruža prvi direktni vizualni dokaz o postojanju binarnih supermasivnih crnih rupa, ostataka sudara galaksija. Sistem OJ 287 sada služi kao jedinstveni prirodni laboratorij za testiranje Einsteinove opće teorije relativnosti u najekstremnijim uslovima.
Proučavanje njihove interakcije pomoći će naučnicima da bolje razumiju i predvide gravitacijske valove – mreškanja u prostor-vremenu koja nastaju prilikom spajanja takvih kozmičkih divova, a koja detektuju opservatoriji poput LIGO i Virgo.
Iako će za nova promatranja morati pričekati do 2030-ih, kada će mlaz manje crne rupe ponovo postati vidljiv, ova snimka već je zauvijek upisana u historiju astronomije kao dokaz ljudske znatiželje i tehnološke genijalnosti.