Astronomowie odkryli kołysanie się supermasywnej czarnej dziury

Kategorie: 

Źródło: EHT Collaboration

W 2019 roku, naukowcy w ramach projektu Event Horizon Telescope (EHT) wykonali pierwsze w historii zdjęcie supermasywnej czarnej dziury M87*. Ten sam zespół przeanalizował dane archiwalne z lat 2009-2013 i odkrył nietypowe zachowanie czarnej dziury. Okazuje się, że jej cień przypomina półksiężyc i stale zmienia swoją orientację.

 

Projekt EHT to globalna sieć radioteleskopów, które prowadzą zsynchronizowane obserwacje kosmosu przy użyciu nowoczesnej techniki Very Long Baseline Interferometry (VLBI). Razem tworzą wirtualny teleskop wielkości Ziemi, co zapewnia bardzo wysoką rozdzielczość obrazu.

 

W zeszłym roku zauważono, że cień czarnej dziury M87* składa się z jasnego półksiężyca utworzonego z gorącej plazmy, wirującej wokół obiektu, oraz ciemnej części centralnej, gdzie znajduje się horyzont zdarzeń. Jednak powyższe zjawisko odkryto podczas bardzo krótkiej, zaledwie tygodniowej obserwacji, która miała miejsce w kwietniu 2017 roku. Aby lepiej zrozumieć zachowanie cienia supermasywnej czarnej dziury, naukowcy postanowili sprawdzić dane archiwalne.

Obserwacje z lat 2009-2013 zawierają znacznie mniej danych, lecz naukowcy z EHT zastosowali modelowanie statystyczne, aby sprawdzić zachodzące w czasie zmiany w wyglądzie czarnej dziury. W modelowaniu, dane są porównywane ze zbiorem różnych wzorców geometrycznych, a w tym przypadku z pierścieniami o niejednorodnej jasności. Następnie zastosowano ramy statystyczne, aby określić, czy dane są zgodne z takimi modelami i odnaleźć najlepiej dopasowane parametry modelu.

Rozszerzając analizę na obserwacje z lat 2009-2017, naukowcy wykazali, że średnica cienia czarnej dziury M87* jest zgodna z przewidywaniami ogólnej teorii względności Einsteina dla czarnej dziury o masie 6,5 miliarda mas Słońca. Choć średnica cienia półksiężyca pozostała niezmienna, okazało się, że na przestrzeni lat obserwacji, pierścień kołysał się i obracał. Naukowcy mogli zatem po raz pierwszy prześledzić dynamiczną strukturę przepływu akrecyjnego w tak bliskim sąsiedztwie horyzontu zdarzeń czarnej dziury przy ekstremalnych warunkach grawitacyjnych.

 

Gaz opadający na czarną dziurę nagrzewa się do miliardów stopni, jonizuje i staje się burzliwy w obecności pól magnetycznych, a półksiężyc wydaje się kołysać. Dalsze obserwacje supermasywnej czarnej dziury M87* dostarczą nam jeszcze większych ilości danych, na podstawie których będzie można analizować dynamikę turbulencji. Badania te są kluczem dla zrozumienia zjawisk, takich jak strumienie plazmy (dżety), które wyrzucane są z relatywistycznymi prędkościami, a także pozwolą opracować nowe testy dla teorii ogólnej względności.

 

Ocena: 

Nie ma jeszcze ocen
Dodaj komentarz