Naukowcy zbadali pole magnetyczne na obrzeżach supermasywnej czarnej dziury
W ramach projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT) badacze coraz dokładniej analizują supermasywną czarną dziurę w galaktyce M87. Teraz udało się pomierzyć polaryzację i dzięki temu zbadać pole magnetyczne tuż obok czarnej dziury. Jednym z zespołów w ramach tych badań kieruje Polka. O wynikach poinformowało Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO).
10 kwietnia 2019 r. świat obiegła informacja o uzyskaniu pierwszego w historii obrazu czarnej dziury (a w zasadzie jej cienia). Była to wielka sensacja naukowa opisywana przez media na całym świecie. Od tamtej pory zespół badawczy Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (ang. Event Horizon Telescope, w skrócie EHT) coraz dokładniej analizuje własności tej czarnej dziury i jej najbliższego otoczenia. W szczególności odkryto teraz, iż część światła wokół czarnej dziury jest spolaryzowana (oscylacje fali świetlnej są w pewien sposób uporządkowane).
Polaryzacja światła niesie ze sobą informacje, które pozwalają naukowcom lepiej zrozumieć fizykę stojącą za słynnym zdjęciem cienia czarnej dziury, a w szczególności poznać własności pola magnetycznego w pobliżu obiektu. W ramach projektu działa Polarymetryczna Grupa Robocza EHT, której pracami 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 Polka.
Z jądra galaktyki M87 wychodzą jasne dżety energii i materii, rozciągając się na co najmniej 5000 lat świetlnych od centrum. To jedna z najbardziej energetycznych i najbardziej tajemniczych cech tej galaktyki. W centrum tej odległej o 55 milionów lat świetlnych galaktyki znajduje się supermasywna czarna dziura. Większość materii znajdującej się blisko czarnej dziury opada na nią. Jednak część otaczających ją cząstek ucieka na chwilę przed pochwyceniem i są wyrzucane w przestrzeń kosmiczną w formie dżetów.
Aby wytłumaczyć ten proces, astronomowie tworzą różne modele zachowania materii w pobliżu czarnej dziury. Nadal jednak nie wiadomo dokładnie, jak z centralnego rejonu (który ma rozmiar porównywalny z wielkością Układu Słonecznego) wystrzeliwane są tak gigantyczne dżety, ani jak dokładnie materia opada na czarną dziurę. Dzięki nowym badaniom naukowcy mogli zajrzeć w obszar tuż obok czarnej dziury (blisko tzw. horyzontu zdarzeń), gdzie występuje wzajemna zależność pomiędzy materią dopływającą, a wyrzucaną.
Okazuje się, iż tylko modele teoretyczne uwzględniające gaz pod wpływem silnych pól magnetycznych są w stanie wyjaśnić to, co widać przy horyzoncie zdarzeń. Wyniki sugerują, że pola magnetyczne na obrzeżach czarnej dziury są wystarczająco silne do odepchnięcia gorącego gazu i wsparciu go w opieraniu się gigantycznemu przyciąganiu grawitacyjnemu czarnej dziury.
W badaniach udział brało osiem radioteleskopów na świecie, wspólnie tworząc wirtualny teleskop o rozmiarach całej Ziemi. Uzyskana rozdzielczość pozwoliłaby na zmierzenie długości karty kredytowej leżącej na powierzchni Księżyca.
Wyniki opublikowano w dwóch artykułach w czasopiśmie naukowym „The Astrophysical Journal Letters”. Towarzyszy im dodatkowa praca oparta wyłącznie na danych z sieci radioteleskopów ALMA. W badaniach projektu EHT udział bierze ponad 300 naukowców z pięciu kontynentów.
Źródło: Nauka w Polsce