Nowe zdjęcie słynnej czarnej dziury. Ale potwór
Przed nami nowy odcinek jednej z najsłynniejszych kosmicznych telenoweli. Nowe zdjęcia okolic słynnej czarnej dziury M87* znów zaskakują i zachwycają.
Gdy w 2019 r. świat obiegło pierwsze "zdjęcie" czarnej dziury, nauka miała swój moment chwały. Obraz M87*, czyli supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki Messier M87, stał się ikoną.
Teraz, dzięki pracy międzynarodowego zespołu Event Horizon Telescope (EHT) i znaczącemu wkładowi niemieckiego Instytutu Maxa Plancka (MPIfR), dostaliśmy jeszcze więcej. Nie statyczny kadr, ale dynamiczną opowieść o tym, jak w rzeczywistości wygląda otoczenie potwora o masie ponad sześciu miliardów Słońc.
Nowe wyniki badań, opublikowane w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics, rzucają nowe światło na to, jak zachowują się materia i energia w ekstremalnych środowiskach otaczających czarne dziury. Przestrzeń w pobliżu M87* to miejsce, w którym nic nie jest stałe. To, co wydawało się uporządkowanym spiralnym układem pól magnetycznych, nagle zmieniło kierunek.
Czarna dziura z galaktyki M87 znów zaskakuje
Między 2017 a 2021 r. wzór polaryzacji światła, odwrócił się na drugą stronę. W 2017 r. pola magnetyczne kierowały materię w jedną stronę, rok później ustabilizowały się, a w 2021 r. przeszły na przeciwną. To odkrycie sugeruje, że w pobliżu horyzontu zdarzeń mamy do czynienia z chaotycznym, niezwykle dynamicznym środowiskiem, które rzuca wyzwanie dotychczasowym teoriom.
Polaryzacja to w uproszczeniu kierunek, w jakim drgają fale światła. Jest ona ściśle powiązana z polami magnetycznymi. To trochę jak światło przechodzące przez okulary polaryzacyjne, zmienia się w zależności od tego, jak są ułożone. W przypadku czarnej dziury to samo dzieje się ze światłem emitowanym przez plazmę, która krąży wokół horyzontu zdarzeń. Zbadanie polaryzacji pozwala nam zrekonstruować kształt i siłę pól magnetycznych w tym ekstremalnym środowisku.
Co niezwykłe, o ile rozmiar pierścienia pozostaje stały przez lata, co potwierdza istnienie cienia czarnej dziury przewidzianego przez teorię Einsteina, o tyle wzór polaryzacji ulega znaczącym zmianom. To wskazuje, że namagnesowana plazma wirująca w pobliżu horyzontu zdarzeń jest daleka od statycznej; jest dynamiczna i złożona, co przekracza granice naszych modeli teoretycznych – mówi Paul Tiede, astronom z Centrum Astrofizyki Uniwersytetu Harvarda i Smithsona.
Dżety, które kształtują galaktyki
W przypadku aktywnych galaktyk, takich jak M87, ma to kluczowe znaczenie, bo właśnie pola magnetyczne odpowiadają za powstawanie gigantycznych dżetów, strumieni cząstek wyrzucanych niemal z prędkością światła.
Nowe dane EHT po raz pierwszy pokazały ślady emisji z samej podstawy takiego dżetu. To miejsce tuż obok czarnej dziury, z którego wyrzucana jest materia mająca wpływ nie tylko na najbliższe otoczenie, ale i na całą galaktykę Messier M87 oddaloną od nas o 55 mln lat świetlnych.
Dżet M87* to coś więcej niż spektakularna „kosmiczna fontanna”. To narzędzie, które wpływa na życie całej galaktyki. Jak wyjaśnia Eduardo Ros z MPIfR, takie strumienie potrafią regulować procesy formowania gwiazd i rozprowadzać energię w przestrzeni międzygwiezdnej.
Więcej na Spider's Web:
Kosmiczna telenowela
EHT działa jak największy teleskop na Ziemi - sieć radioteleskopów rozsianych po całym świecie łączy się w jeden instrument wielkości naszej planety. To dzięki niemu w 2019 r. zobaczyliśmy pierwszy raz cień czarnej dziury, a dwa lata później mapy jej spolaryzowanego światła. Teraz badacze poszli o krok dalej i zamiast jednego zdjęcia dostaliśmy całą serię, coś w rodzaju kosmicznego serialu dokumentalnego.
Co roku poprawiamy możliwości EHT dodając nowe teleskopy, ulepszając instrumenty i opracowując nowe algorytmy - mówi Michael Janssen z Uniwersytetu w Nijmegen. To oznacza, że czekają nas jeszcze dokładniejsze obserwacje i kolejne niespodzianki.
EHT nie powiedział jeszcze ostatniego słowa, a M87* pozostaje fascynującą zagadką, która nieustannie udowadnia, że kosmos ma dla nas więcej pytań niż odpowiedzi.
