Teleskop Event Horizon rozszerza swoje portfolio obrazów czarnych dziur.
W 2019 roku teleskop odsłonił pierwszy obraz czarnej dziury, ukazując supermasywną bestię 55 milionów lat świetlnych od Ziemi w centrum galaktyki M87. Ten krzywy pomarańczowy pierścień ukazywał cień czarnej dziury na jej świecącym dysku akrecyjnym opadającej materii. Od tego czasu obserwacje z Teleskopu Event Horizon (EHT) dostarczyły bardziej szczegółowych obrazów czarnej dziury M87. Teraz dane EHT ujawniły nowe szczegóły supermasywnej czarnej dziury w sercu galaktyki w pobliżu naszej, zwanej Centaurus A.
Zamiast przybliżać się wystarczająco blisko, aby zobaczyć cień czarnej dziury, nowy obraz oferuje najczystszy jak dotąd widok potężnych strumieni plazmy wydobywających się z czarnej dziury. Ta perspektywa daje wgląd w to, w jaki sposób supermasywne czarne dziury wyrzucają takie strumienie plazmy w przestrzeń kosmiczną, donoszą naukowcy online 19 lipca w Nature Astronomy.
„To dość imponujący wyczyn”, mówi radioastronom Craig Walker o uchwyceniu nowego obrazu w wysokiej rozdzielczości. „Te [odrzutowce] to jedne z najpotężniejszych rzeczy we wszechświecie”, mówi Walker z National Radio Astronomy Observatory w Socorro w stanie Nowy Meksyk, który nie był zaangażowany w prace. Ponieważ uważa się, że takie superszybkie strumienie plazmy wpływają na wzrost i ewolucję galaktyk, astronomowie chcą zrozumieć, jak powstają dżety.
Naukowcy wskazali na globalną sieć anten radiowych, które tworzą EHT w Centaurus A przez sześć godzin w kwietniu 2017 r., podczas tej samej serii obserwacyjnej, która dostarczyła pierwszy obraz czarnej dziury. Około 12 milionów lat świetlnych od Ziemi Centaurus A jest jedną z najjaśniejszych galaktyk na niebie i jest znana z ogromnych dżetów wyrzucanych przez jej centralną czarną dziurę.
„Rozciągają się na prawie całą skalę galaktyki” – mówi Michael Janssen, radioastronom z Instytutu Radioastronomii Maxa Plancka w Bonn w Niemczech. „Gdybyśmy mieli zobaczyć światło radiowe naszymi oczami i spojrzeć na nocne niebo, zobaczylibyśmy te dżety Centaura A jako strukturę 16 razy większą niż Księżyc w pełni”.
Korzystając z EHT, Janssen i współpracownicy skierowali się na podstawę tych dżetów, które wytryskują z obu stron dysku akrecyjnego czarnej dziury. Nowy obraz jest 16 razy ostrzejszy niż poprzednie obserwacje dżetów, badając szczegóły o średnicy mniejszej niż jeden dzień świetlny — około czterokrotnej odległości od Słońca do Plutona. Jedną z najbardziej uderzających cech, które ujawnia obraz, jest to, że tylko zewnętrzne krawędzie dżetów wydają się świecić.
„To wciąż zagadka” – mówi Janssen. Jedną z możliwości jest to, że dżety się obracają, co może spowodować, że materia w niektórych obszarach dżetów będzie emitować światło w kierunku Ziemi, podczas gdy inne nie. Albo dysze mogą być puste, mówi Janssen.
Ostatnie obserwacje kilku innych galaktyk sugerują, że dżety supermasywnych czarnych dziur są jaśniejsze na krawędziach, mówi Denise Gabuzda, astrofizyk z University College Cork w Irlandii, który nie był zaangażowany w prace. „Ale trudno było stwierdzić, czy była to powszechna cecha, czy też było to coś dziwacznego w tych nielicznych, które zaobserwowano”.
Nowy obraz czarnej dziury Centaura A dostarcza dowodów na to, że rozjaśnianie krawędzi jest powszechne, mówi Gabuzda. „Dość rzadko udaje się wykryć dżety wychodzące w obu kierunkach, ale na zdjęciach Centaura A… wyraźnie widać, że oba są jaśniejsze na krawędziach”.
Następnym krokiem będzie porównanie obrazu EHT Centaura A z symulacjami komputerowymi opartymi na ogólnej teorii względności Einsteina, aby sprawdzić, jak dobrze względność trzyma się w tym ekstremalnym środowisku, mówi Janssen. Badanie polaryzacji lub orientacji fal świetlnych emanujących z dżetów Centaura A może również ujawnić strukturę ich pól magnetycznych – tak jak polaryzacja ujawniła magnetyzm wokół czarnej dziury M87.
