W ramach współpracy o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (Event Horizon Telescope, EHT), która uzyskała pierwsze w historii syntetyczne zdjęcie czarnej dziury, zaprezentowano nowy widok tego samego supermasywnego obiektu z centrum galaktyki Messier 87 (M87). Kluczem do ujawnienia warunków magnetycznych występujących na samym obrzeżu czarnej dziury było ukazanie całego układu w świetle spolaryzowanym. Pozyskano w ten sposób kluczowe wskazówki dla wyjaśnienia, w jaki sposób oddalona od nas o 55 milionów lat świetlnych galaktyka jest w stanie emitować bardzo energetyczne strugi materii i promieniowania (tzw. dżety) ze swojego jądra.
„Te badania to duży krok naprzód: polaryzacja światła niesie informacje, które pozwalają nam na lepsze zrozumienie fizyki stojącej za zdjęciem, które zobaczyliśmy w kwietniu 2019 roku, co nie było możliwe wcześniej” – wyjaśnia Iván Martí-Vidal, który koordynuje Polarymetryczną Grupą Roboczą EHT oraz ma stanowisko GenT Distinguished Researcher na Uniwersytecie w Walencji w Hiszpanii. Dodaje także, że “uzyskanie tego nowego obrazu w świetle spolaryzowanym wymagało lat pracy z powodu złożoności technik wykorzystywanych w uzyskiwaniu i analizie danych.”
Światło staje się spolaryzowane, gdy przechodzi przez specjalne filtry, takie jak soczewki polaryzacyjnych okularów przeciwsłonecznych, albo gdy jest emitowane w gorących obszarach kosmosu, gdzie występują pola magnetyczne. W ten sam sposób, w jaki polaryzacyjne okulary przeciwsłoneczne pomagają nam widzieć lepiej, redukując odbicia i poświatę od jasnych powierzchni, astronomowie mogą wyostrzyć swój widok obszaru wokół czarnej dziury, oceniając w jaki sposób pochodzące z niego światło jest spolaryzowane. Polaryzacja pozwala astronomom w szczególności na wykonanie map linii pola magnetycznego istniejącego na obrzeżach czarnej dziury.
„Nowo opublikowane spolaryzowane obrazy są kluczowe dla zrozumienia, jak pole magnetyczne pozwala czarnej dziury ‘pożerać’ materię i wystrzeliwać potężne dżety” – zapewnia Andrew Chael, uczestnik projektu współpracy EHT, z Princeton Center for Theoretical Science oraz Princeton Gravity Initiative w USA. Jasne dżety energii i materii, które wychodzą z jądra M87 i rozciągają się na co najmniej 5000 lat świetlnych od centrum, są jedną z najbardziej tajemniczych i energetycznych cech galaktyki. Większość materii znajdująca się blisko brzegu czarnej dziury opada na nią. Jednak część otaczających ją cząstek ucieka na chwilę przed pochwyceniem i są wyrzucane w przestrzeń kosmiczną w formie dżetów.
Astronomowie posługują się różnymi modelami tego, jak materia zachowuje się blisko czarnej dziury, aby lepiej zrozumieć ten proces. Nadal jednak nie było wiadomo dokładnie, jak z samego centralnego rejonu (porównywalnego rozmiarem z Układem Słonecznym) wystrzeliwane są dżety większe od galaktyki, ani jak dokładnie materia opada na czarną dziurę. Dzięki nowemu obrazowi czarnej dziury i jej cienia w świetle spolaryzowanym naukowcom udało się po raz pierwszy zajrzeć w obszar tuż obok czarnej dziury, gdzie występuje wzajemna zależność pomiędzy materią dopływającą a wyrzucaną.
„Obserwacje sugerują, że pola magnetyczne na obrzeżach czarnej dziury jest wystarczająco silne do odepchnięcia gorącego gazu i wspomożenia go w opieraniu się przyciąganiu grawitacyjnemu” – wyjaśnia Jason Dexter z University of Colorado Boulder (USA), koordynator Teoretycznej Grupy Roboczej EHT. “Jedynie gaz, który przepływa przez pole może po spirali kierować się do wnętrza horyzontu zdarzeń” – podkreśla dalej.
Aby obserwować serce galaktyki M87, połączono osiem teleskopów na świecie – w tym pracującą w północnym Chile na pustyni Atakama sieć Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) oraz Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), których działanie odbywa się w partnerstwie z Europejskim Obserwatorium Południowym (ESO) – aby utworzyć wirtualny teleskop o rozmiarze Ziemi, nazwany EHT. Imponująca rozdzielczość uzyskana przez EHT odpowiada potrzebnej do zmierzenia długości karty kredytowej na powierzchni Księżyca. “Z 66 antenami, ALMA dominuje w łącznym zebranym sygnale w świetle spolaryzowanym, podczas gdy APEX był kluczowy dla obrazów kalibracyjnych” – mówi Ciska Kemper, European ALMA Programme Scientist w ESO.
“Dane z ALMA były także kluczowe dla kalibracji, zobrazowania i interpretacji obserwacji, dostarczając wąskich ograniczeń na modele teoretyczne, które wyjaśniają, jak materia zachowuje się blisko horyzontu zdarzeń czarnej dziury” – dodaje Ciriaco Goddi, naukowiec z Radboud University i Leiden Observatory w Holandii, który kierował towarzyszącymi badaniami opartymi wyłącznie o obserwacje ALMA.
Konfiguracja EHT pozwoliła zespołowi na bezpośrednie obserwacje cienia czarnej dziury (obszaru ścisłego oddziaływania supermasywnego obiektu, okalanego rozgrzaną materią) i pierścienia światła wokół. Obraz w świetle spolaryzowanym wyraźnie pokazuje, że pierścień jest namagnetyzowany.
Wyniki obserwacji i analiz zostały opublikowane przez zespół EHT w dwóch osobnych artykułach w The Astrophysical Journal Letters. W badania zaangażowanych było ponad 300 naukowców z wielu organizacji i uniwersytetów na całym świecie. „EHT czyni gwałtowne postępy, z technologicznymi modernizacjami dokonywanymi w ramach sieci i dodawanymi nowymi obserwatoriami. Spodziewamy się, że przyszłe obserwacje EHT pokażą bardziej dokładnie strukturę pola magnetycznego wokół czarnej dziury i powiedzą nam więcej o fizyce gorącego gazu w tym rejonie” – podsumowuje Jongho Park, East Asian Core Observatories Association Fellow na Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics w Taipei, współpracownik projektu EHT.
Źródło: ESO
Zgłoś naruszenie/Błąd
Pozytywnie
Neutralnie 
Negatywnie
Lubię to!
Super
Ekscytujący 
Ciekawy
Smieszny
Smutny
Wściekły
Przerażony
Szokujący
Wzruszający
Rozczarowany
Zaskoczony
Prawda
Manipulacja
Fake news
Oryginalne źródło ZOBACZ
Dodaj kanał RSS
Musisz być zalogowanym aby zaproponować nowy kanal RSS