Nobel 2020 z fizyki za czarne dziury

Roger Penrose z Wielkiej Brytanii, Reinhard Genzel z Niemiec i Andrea Ghez z USA otrzymali 6 października 2020 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki za wykazanie teoretyczne i obserwacyjne, że czarne dziury to obiekty astrofizyczne. To już kolejny Nobel w dziedzinie związanej z astronomią i kosmosem, po planetach w 2019, falach grawitacyjnych w 2017 i supernowych w 2011 roku.

Zdaniem astronoma dr. hab Łukasza Wrzykowskiego, przewodniczącego Panelu Naukowego przy Polskiej Agencji Kosmicznej, czarne dziury są chyba najbardziej fascynującymi obiektami we Wszechświecie. – Nadal jednak wiemy o nich bardzo niewiele. Dzięki obserwacjom Genzela i Ghez wiemy, że gigantyczna czarna dziura o masie 4 milionów Słońc znajduje się w centrum naszej własnej Galaktyki, a inne galaktyki zawierają w swoich centrach nawet większe czarne dziury. – powiedział Wyrzykowski. Jego zdaniem szczegółowe obserwacje zmian położeń gwiazd w centrum Galaktyki i ich trajektorii pozwoliły również na sprawdzenie poprawności teorii względności Einsteina. Pole grawitacyjne w pobliżu czarnej dziury zakrzywia czasoprzestrzeń, co daje się wykryć dzięki bardzo precyzyjnym pomiarom pozycji gwiazd.

obraz

Rys.1. Obecność czarnej dziury w Centrum Galaktyki oraz jej masę można wyznaczyć obserwując orbity pobliskich gwiazd. Na tej wizji artystycznej widać trajektorię gwiazdy w pobliżu centralnej czarnej dziury w naszej Galaktyce, wyznaczoną na podstawie obserwacji Europejskiego Obserwatorium Południowego, do którego Polska należy od 2015 roku.

Obserwacje z Ziemi są utrudnione przez drgania atmosfery, które rozmywają obraz i uniemożliwiają uzyskanie bardzo dokładnych pomiarów położeń gwiazd. W nagrodzonych Noblem badaniach wykorzystano technikę optyki adaptatywnej, która poprzez subtelne ruchy zwierciadeł koryguje obraz i pozwala poprawić ostrość.

Jeszcze bardziej precyzyjny pomiar pozycji gwiazd jest możliwy jedynie z kosmosu. Do tego właśnie celu przygotowana została kosmiczna misja Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, w której udział bierze grupa dr. hab. Łukasza Wyrzykowskiego z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego. Gaia już od 2014 roku mierzy zmiany położeń i do tej pory wykonała obserwacje około 2 miliardów gwiazd. Grupa dr. hab. Wyrzykowskiego zajmuje się wykorzystaniem precyzyjnych pomiarów misji Gaia do wykrycia czarnych dziur w naszej najbliższej okolicy.

Obecność czarnej dziury można wywnioskować, gdy zaobserwuje się subtelne przesunięcie pozycji gwiazdy znajdującej się za czarną dziurą, której światło zostanie zakrzywione przez masę czarnej dziury. - podkreśla Wyrzykowski. - W niedługiej przyszłości planowane są nowe misje kosmiczne, takie jak WFIRST-NRT czy GaiaNIR, w których brać udział będą również polscy naukowcy. Badania czarnych dziur to jedna z najaktywniejszych obecnie gałęzi astronomii. Kto wie, może za kilka lat czekają nas kolejne Noble w tej dziedzinie – dodaje.

obraz

Rys.2. Kosmiczna misja Gaia Europejskiej Agencji Kosmicznej, w której udział biorą polscy naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego. Precyzyjne pomiary położeń gwiazd pozwolą astronomom wykryć pobliskie czarne dziury.

Używamy plików cookies, aby ułatwić Ci korzystanie z naszego serwisu oraz do celów statystycznych. Jeśli nie blokujesz tych plików, to zgadzasz się na ich użycie oraz zapisanie w pamięci urządzenia. Pamiętaj, że możesz samodzielnie zarządzać cookies, zmieniając ustawienia przeglądarki. Więcej informacji w naszej polityce prywatności.