Przejdź do treści

Naukowcy zbadali polaryzację i pole magnetyczne na krawędzi cienia czarnej dziury w M87

Supermasywna czarna dziura w M87 w świetle spolaryzowanym

Naukowcom udało się zbadać polaryzację pierścienia na słynnym obrazie cienia czarnej dziury w galaktyce M87. Na tej podstawie poznano własności pola magnetycznego tuż przy krawędzi czarnej dziury. Są to najnowsze wyniki z projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT), w którym koordynatorką jednej z zespołów jest Polka. Komunikat opublikowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).

Celem projektu Event Horizon Telescope (EHT), czyli Teleskop Horyzontu Zdarzeń, są badania czarnych dziur i ich bliskiego otoczenia. 10 kwietnia 2019 roku opublikowano obraz cienia supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87 – pierwsze takie zdjęcie w historii. Ale naukowcy z EHT nie spoczęli na laurach i kontynuują badania obiektu. Teraz udało im się zbadać polaryzację światło z pierścienia wokół czarnej dziury, a następnie na tej podstawie poznać własności pola magnetycznego na krawędzi czarnej dziury.

W ramach projektu EHT działa Polarymetryczna Grupa Robocza, w której mamy mocny polski akcent – pracami naukowców z tego zespołu koordynuje prof. Monika Mościbrodzka z Radboud University w Holandii.

Widzimy teraz następny kluczowy dowód pozwalający zrozumieć, jak pola magnetyczne zachowują się wokół czarnych dziur i jak aktywność w tym bardzo zwartym obszarze może napędzać dżety, które rozciągają się daleko poza galaktykę – wskazuje na istotę odkrycia Polka.

Galaktyka M87 znajduje się 55 milionów lat świetlnych od nas. W jej centrum znajduje się supermasywna czarna dziura. Wiadomo, że z centrum wychodzą jasne dżety energii i materii, rozciągają się one na co najmniej 5000 lat świetlnych. Zagadką pozostaje to, w jaki sposób z tego centralnego obszaru wystrzeliwane są tak gigantyczne dżety. Sam centralny obszar, o którym mowa, ma wielkość mniej więcej taką jak Układ Słoneczny.

Gdy materia znajduje się w pobliżu czarnej dziury, w większości opada na nią, ale część otaczających ją cząstek ucieka na chwilę przed pochwyceniem i są wyrzucane w przestrzeń kosmiczną w formie dżetów. Aby spróbować zrozumieć jak to się dzieje, astronomowie tworzą różne modele zachowania materii w pobliżu czarnej dziury. Dzięki nowym wynikom można było pozyskać dodatkowe informacje o obszarze blisko horyzontu zdarzeń, gdzie występuje wzajemna zależność pomiędzy materią dopływającą, a wyrzucaną.

Analizy wskazują, że wyjaśnić to, co widzimy, potrafią jedynie te modele teoretyczne, które uwzględniają gaz pod wpływem silnych pól magnetycznych. Pola magnetyczne na obrzeżach czarnej dziury są wystarczająco silne do odepchnięcia gorącego gazu i pomocy mu w opieraniu się przyciąganiu grawitacyjnemu czarnej dziury.

Do badań zostało wykorzystanych osiem radioteleskopów, które wspólnie utworzyły wirtualny teleskop o wielkości całej naszej planety. Uzyskana dzięki temu rozdzielczość wystarczyłaby do zmierzenia długości karty kredytowej położonej na powierzchni Księżyca.

Wśród instrumentów były sieć ALMA i teleskop APEX znajdujące się w Chile na terenach Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO), których udział wpłynął korzystnie na jakość obrazu uzyskiwaną przez EHT. Dane zebrane przez 66 anten ALMA są dominującą częścią uzyskanego sygnału polaryzacyjnego, z kolei APEX był potrzebny do kalibracji.

Wyniki badań opisano w dwóch artykułach w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”. Towarzyszy im dodatkowa publikacja oparta wyłącznie na danych z sieci radioteleskopów ALMA. W pracach projektu EHT udział bierze ponad 300 naukowców z pięciu kontynentów.

Więcej informacji:

Źródło: ESO

 

Opracowanie: Krzysztof Czart

 

Na zdjęciu u góry:

Nowa wersja obrazu supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87. Linie pokazują kierunek polaryzacji, która ma związek z polem magnetycznym wokół obiektu. Źródło: EHT Collaboration.

Na zdjęciu poniżej:
Widok supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87 i jej dżetu w świetle spolaryzowanym. Źródło: EHT Collaboration; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Goddi et al.; VLBA (NRAO), Kravchenko et al.; J. C. Algaba, I. Martí-Vidal.

Image
Czarna dziura w M87 i jej dżet w świetle spolaryzowanym

 

Reklama