Słynna czarna dziura zmienia się na naszych oczach. Nowe odkrycia zaskakują
Sześć lat po opublikowaniu pierwszego w historii zdjęcia czarnej dziury, zespół Event Horizon Telescope (EHT) przedstawia nowe analizy supermasywnej czarnej dziury M87*, znajdującej się w centrum galaktyki Messier 87. Badania te, oparte na obserwacjach z lat 2017 i 2018, dostarczają świeżych, fascynujących informacji na temat tego tajemniczego obiektu.
W centrum naszej uwagi znajduje się supermasywna czarna dziura M87*, ukryta w sercu galaktyki M87. Nowe badania wykazały, że w ciągu zaledwie roku między obserwacjami nastąpiła znacząca zmiana w jej otoczeniu. Najjaśniejszy obszar wokół czarnej dziury przesunął się, co świadczy o tym, że dysk akrecyjny – czyli wirujący dysk gazu zasilający czarną dziurę – nie jest spokojny, ale targany turbulencjami.
Wyniki badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowców opublikowane zostały właśnie w prestiżowym magazynie Astronomy & Astrophysics.
Taniec plazmy wokół czarnej dziury
Aby dobrze zrozumieć, co odkryli naukowcy, wyobraźmy sobie dwa zdjęcia Mount Everest, najwyższej góry na świecie, zrobione w odstępie roku. Porównując je, nie spodziewamy się zobaczyć różnicy w strukturze skały.
Spodziewamy się jednak zobaczyć różnice w chmurach w pobliżu szczytu i możemy ich użyć do obliczenia na przykład kierunku dominujących wiatrów lub trójwymiarowych właściwości skały, których nie możemy wywnioskować z prostego dwuwymiarowego zdjęcia.
To właśnie zrobiliśmy w naszej teoretycznej analizie nowych danych, które pozwoliły nam lepiej zrozumieć, jak materia opada na M87* i jakie są rzeczywiste właściwości M87* jako czarnej dziury. Więcej takich obserwacji zostanie wykonanych w nadchodzących latach i z coraz większą precyzją, a ostatecznym celem będzie stworzenie filmu o tym, co faktycznie dzieje się w pobliżu M87* - zapowiadają naukowcy.
Dynamiczne otoczenie czarnej dziury
Wykorzystując nowo opracowaną i rozbudowaną bibliotekę obrazów generowanych przez superkomputer - trzykrotnie większą niż biblioteka użyta do interpretacji obserwacji z 2017 r. - zespół przyjrzał się najbliższemu otoczeniu czarnej dziury.
Kiedy gaz wpada spiralnie do czarnej dziury z daleka, może płynąć w tym samym kierunku, w którym obraca się czarna dziura, lub w przeciwnym kierunku. Odkryliśmy, że ten drugi przypadek jest bardziej prawdopodobny - wyjaśnia León Sosapanta Salas, doktorant na Uniwersytecie Amsterdamskim.
Co ciekawe, najjaśniejszy obszar pierścienia wokół czarnej dziury przesunął się o 30 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
W naszej pierwotnej teoretycznej interpretacji obserwacji z 2017 r. przewidzieliśmy, że tak się stanie. Jesteśmy bardzo szczęśliwi, że obserwacje z 2018 r. potwierdziły tę prognozę! Przesunięcie w najjaśniejszym obszarze jest naturalną konsekwencją turbulencji w dysku akrecyjnym wokół czarnej dziury – wyjaśnia Abhishek Joshi, doktorant na University of Illinois Urbana-Champaign.
Więcej o fascynujących czarnych dziurach przeczytasz na Spider's Web:
Czarna dziura M87*
M87* to czarna dziura znajdująca się w centrum galaktyki Messier 87 (Galaktyka Panna A). Jest to jeden z najbardziej fascynujących obiektów kosmicznych, jakie udało nam się zaobserwować. Znajduje się ona w odległości około 53 mln lat świetlnych od Ziemi i ma monstrualną masę 6,5 miliarda mas Słońca.
Dysk wokół tej czarnej dziury obraca się z prędkością do około 1000 km/s i ma maksymalną średnicę 25 000 Jednostek Astronomicznych, co daje nam niewyobrażalne wręcz 3,7 biliona km. Dla porównania Pluton znajduje się średnio 39 Jednostek Astronomicznych od Słońca, czyli 5,8 miliarda km.
Warto zaznaczyć, że sama czarna dziura jest niewidoczna, ponieważ pochłania całe światło, które do niej dociera. To, co widzimy na zdjęciu, to właśnie świecący pierścień materii, który znajduje się tuż przed horyzontem zdarzeń – granicą, po której przekroczeniu nic nie może się już wydostać.
Zupełnie nowe perspektywy
Różnice, które znaleźli naukowcy, są bardzo ważne dla zrozumienia, co tak naprawdę dzieje się w pobliżu M87* i stanowią znaczący krok naprzód w naszym zrozumieniu ekstremalnych procesów rządzących czarnymi dziurami i ich otoczeniem. Dostarczają też nowych teoretycznych spostrzeżeń na temat niektórych z najbardziej tajemniczych zjawisk we wszechświecie.
