Nové snímky nejfotografovanější temné díry ve vesmíru poskytují pohled na chování tajemné černé díry.
Poprvé hledáme zdroj masivního výronu plazmy do vesmíru z okraje supermasivní černé díry M87*. Je to také poprvé, co jsme viděli stín a výtrysk černé díry pohromadě na stejném snímku, pohled, který by měl astronomům pomoci zjistit, jak tyto obří výrony plazmatu vznikají.
„Víme, že trysky vystřelují z oblasti kolem černých děr,“ říká astronom Ro Sen Lu ze Shanghai Astronomical Observatory v Číně, „Ale stále ještě úplně nerozumíme tomu, jak se to vlastně děje. Abychom to mohli přímo studovat, musíme pozorovat původ výtrysku co nejblíže černé díře.“
Černé díry, jak všichni víme, jsou známé tím, že nevydávají nic, co bychom mohli detekovat. Jsou tak husté, že se časoprostor efektivně obalí do uzavřené koule kolem nich, takže ve vesmíru není žádná rychlost dostatečná k dosažení únikové rychlosti. Ale prostor mimo hranice této sféry – to, čemu říkáme horizont událostí – je jiná věc.
Toto je extrémní oblast, kde vládne gravitace. Jakákoli blízká hmota je zachycena v záloze a rotuje do disku materiálu, který se valí dolů černou dírou jako voda do okapu. Tření a gravitace ohřívají tento materiál, což způsobuje, že září; To je to, co jsme viděli na nyní slavném snímku M87*, který byl poprvé zveřejněn v roce 2019, z dat shromážděných v roce 2017 teleskopem Event Horizon (EHT) spolupracovat.
Ale ne veškerá hmota je nutně zatažena za horizont událostí. Některé bruslí k okraji, než jsou vypuštěny do vesmíru z polárních oblastí černé díry a vytvářejí výtrysky, které mohou cestovat významným procentem rychlosti světla a prorážet obrovské vzdálenosti v mezihvězdném prostoru.
Astronomové se domnívají, že tento materiál byl odsunut z vnitřního okraje disku podél magnetických siločar mimo horizont událostí. Tyto magnetické siločáry urychlují částice, takže když dosáhnou pólů, jsou velmi rychle vystřeleny do vesmíru.
Toto jsou obrysy. Je těžké určit detaily. Víme, že M87* má letadlo nahoře 100 000 světelných let daleko na rádiových vlnových délkách, což je přibližně průměr naší galaxie. V roce 2018 tedy astronomové použili výkonné radioteleskopy United k vytvoření globálního pole mm-VLBI (GMVA), aby zjistili, zda dokážou detailně zachytit oblast, ze které letadla startují. Shromáždil data o delších vlnových délkách z EHT a odhalil různé informace.
„M87 bylo pozorováno po mnoho desetiletí a před 100 lety jsme věděli, že letadlo existuje, ale nedokázali jsme to dát do kontextu,“ říká Lou. „S GMVA, včetně hlavních nástrojů v NRAO a GBO, zaznamenáváme méně váhání, takže vidíme více detailů – a nyní víme, že je k vidění více detailů.“
Galaxie M87, která se nachází asi 55 milionů světelných let daleko, hostí supermasivní černou díru o hmotnosti asi 6,5 miliard krát hmotnější než Slunce a aktivně shromažďuje hmotu z disku kolem ní. Snímek zachycený EHT poprvé ukázal stín této černé díry – temnou oblast ve středu zářícího prstence materiálu, zkresleného gravitačním zakřivením časoprostoru.
Nový snímek ukazuje širší oblast vesmíru než snímek EHT. Odhaluje, že dosah plazmy kolem M87* je mnohem větší než to, co vidíme na snímku EHT, stejně jako zdroj výtrysku.
„Původní zobrazení EHT odhalilo pouze část akrečního disku obklopujícího střed černé díry. Změnou vlnových délek pozorování z 1,3 mm na 3,5 mm můžeme vidět větší část akrečního disku a nyní i výtrysku současně.“ čas,“ říká astronom Tony Minter Národní radioastronomická observatoř. „To odhalilo, že prstenec kolem černé díry je o 50 procent větší, než jsme si dříve mysleli.“
Nový snímek také odhalil nové informace o tom, jak je jet vypuštěn z oblasti vesmíru kolem černé díry, což potvrzuje, že magnetické siločáry skutečně hrají důležitou roli při transportu materiálu pryč, aby byl vypuštěn ve formě trysek.
Ale nejednají sami. A Silný vítr Vyzařuje ze samotného disku, poháněného tlakem záření. Fotografie ukazuje, že tyto větry přispívají k vytvoření M87.
Jedná se o velmi důležitý úspěch ve vědě o černých dírách, ale výzkumníci ještě neskončili. V celém rádiovém spektru je toho hodně k vidění a M87* dokázal, že to umí.
„Máme v plánu sledovat oblast kolem černé díry ve středu M87 na různých rádiových vlnových délkách, abychom mohli studovat emisi jetu,“ říká astronom Eduardo Ross z Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii v Německu. „Příští roky budou vzrušující, protože se budeme moci dozvědět více o tom, co se děje v blízkosti jedné z nejzáhadnějších oblastí ve vesmíru.“
Výzkum publikovaný v Příroda.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
