Obrovská čierna diera, ktorú sme prvýkrát zobrazili, sa teraz zdá byť... trblietavá

(Wielgus a kol., ApJ, 2020)

Minulý rok sa svet po prvý raz pozeral v kolektívnom úžaseskutočný priamy obraz tieňa čiernej diery.

Teraz, pri spätnom pohľade na skoršie, primitívnejšie snímky, vedci našli dôkaz, že prstenec okolo M87* má kývanie, vďaka ktorému vyzerá, akoby sa trblietal.

Minuloročný obraz vytvárania histórie bol dielom tvrdej práce, ktorá posunula našu pozorovaciu technológiu na hranice možností. Bolo to vyvrcholenie rokov úsilia a plánovania – ale konečný obrázok bol zostavený len z pozorovaní za týždeň, ktoré boli urobené v roku 2017.



V predchádzajúcich rokoch projektu Event Horizon Telescope však tím vykonal pozorovania cieľa - čierna diera v strede galaxie s názvom M87, ktorá sa nachádza vo vzdialenosti 55 miliónov svetelných rokov - pomocou prototypových polí ďalekohľadov.

Tieto pozorovania uskutočnené v rokoch 2009 až 2012 nezozbierali dostatok údajov pre obrázok.

Keď sa však astronómovia snažili určiť, ako sa prstenec okolo čiernej diery časom mení, zistili, že existuje dostatok údajov na potvrdenie simulácie kolísania jasu prstenca.

(M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration)

'Minulý rok sme videli obraz tieňa čiernej diery, ktorý pozostáva z jasného polmesiaca tvoreného horúcou plazmou víriacou okolo M87* a tmavej centrálnej časti, kde očakávame horizont udalostí čiernej diery,' vysvetlil astronóm Maciek Wielgus z Harvard Smithsonian Center for Astrophysics.

„Na základe výsledkov z minulého roka sme položili nasledujúce otázky: je táto morfológia podobná polmesiaci v súlade s archívnymi údajmi? Naznačovali by archívne údaje podobnú veľkosť a orientáciu polmesiaca?'

Tím použil prístup štatistického modelovania založený na rámci použitom na analýzu údajov z roku 2017. Tieto údaje tiež tvorili východiskový bod pre ich model a údaje získané z prototypových polí sa použili na jeho obmedzenie.

A našli, ako predpovedali všeobecná relativita , že tieň čiernej diery - kruh v strede žiariaceho zlatého prstenca - bol pretrvávajúci počas celého časového obdobia a udržiaval si rovnaký priemer v priebehu rokov. Toto je ďalšie potvrdenie povahy M87*, uviedli vedci.

Hoci sa tento výsledok očakával, iný výsledok nebol.

Keď sa pozriete na obrázok M87*, nemôžete si nevšimnúť, že časť prsteňa je oveľa jasnejšia.

Tento prstenec je tvorený prachom a plynom, ktoré sa víria a privádzajú do čiernej diery v akréčnom disku, a nerovnomerná jasnosť je ďalším efektom predpovedaným všeobecnou teóriou relativity, nazývaným Dopplerov efekt.

Keď sa časť prstenca otáča smerom k nám, divákovi, zdá sa, že je jasnejšia; časť, ktorá sa otáča preč, sa javí ako slabšia.

Pri ich rekonštrukcii tím zistil, že táto svetlá oblasť nie je fixovaná na mieste - pohybuje sa a vyzerá, že sa trblieta alebo kýva.

Tým tento pohyb pripisuje turbulenciám v prúdení. A to nám hovorí veľa o regiónoch okolo supermasívnej čiernej diery a vplyve, ktorý má na materiál okolo nej.

'Pretože tok hmoty je turbulentný, zdá sa, že polmesiac sa kolíše s časom,' povedal Wielgus .

„V skutočnosti tam vidíme dosť veľa variácií a nie všetky teoretické modely narastania umožňujú také veľké kolísanie. Znamená to, že môžeme začať vylučovať niektoré modely na základe pozorovanej dynamiky zdroja.“

Turbulenciu v prúdení môže spôsobiť množstvo vecí. Veľkosť rotácie čiernej diery je jedna. Iná je štruktúra magnetického poľa v samotnom akréčnom disku.

Mohlo by to byť poháňané magnetorotačnou nestabilitou alebo nesprávnym usporiadaním rotácie čiernej diery a akrečného toku.

Mohlo by to mať súvis aj s tvorbou relativistických výtryskov. Sú to silné prúdy plazmy z vnútra akrečného prstenca, ktoré sú urýchľované okolo vonkajšej strany horizontu udalostí čiernej diery a vypustené do vesmíru o relativistické rýchlosti .

Myslíme si, že vieme, ako vznikajú, ale nie sme si úplne istí, takže M87* by nám to mohol pomôcť zistiť.

Pretože skoršie údaje sú relatívne slabé, nie je v skutočnosti možné vyvodiť žiadne závery – zatiaľ. Práca ďalekohľadu Event Horizon Telescope však nie je ani zďaleka dokončená. Pozostáva zo siete rádioteleskopov, ktoré pokrývajú zemeguľu, a každé nové zariadenie, ktoré do spolupráce pridáva svoje schopnosti, len zvyšuje jej silu.

Ďalší ďalekohľad bol pridaný na pozorovania v roku 2018 – tieto údaje sa momentálne analyzujú. V budúcom roku sa uskutočnia ďalšie pozorovania s ďalšími dvoma teleskopmi, ktoré sa pridajú k boju.

'Vylepšené zobrazovacie schopnosti, ktoré poskytuje toto rozšírené pole, poskytnú detailnejší pohľad na tieň čiernej diery M87* a na najvnútornejší výtrysk rádiovej galaxie M87,' povedal astronóm Anton Zensus z Inštitútu Maxa Plancka pre rádiovú astronómiu v Nemecku.

Nemôžeme sa dočkať, až uvidíme, čo nájdu.

Výskum bol publikovaný v r The Astrophysical Journal .

O Nás

Publikácia Nezávislých, Osvedčených Skutočností O Správach O Zdraví, Priestore, Prírode, Technológii A Životnom Prostredí.