Przejdź do głównej zawartości

Dżet z czarnej dziury w M87 osiąga prędkości bliskie prędkości światła

W kwietniu 2019 r. współpracownicy projektu EHT opublikowali pierwszy obraz czarnej dziury z zaobserwowanym masywnym, ciemnym obiektem w centrum galaktyki M87. Ta czarna dziura ma masę ok. 6,5 mld razy większą niż Słońce i znajduje się ok. 55 mln lat świetlnych od Ziemi. Czarna dziura została nazwana przez astronomów M87*, a ostatnio otrzymała hawajską nazwę „Powehi”.


Przez lata astronomowie obserwowali promieniowanie ze strumienia wysokoenergetycznych cząstek – zasilanego przez czarną dziurę – wystrzeliwujące z M87. Badali dżet w świetle radiowym, optycznym i rentgenowskim. Teraz, korzystając z obserwacji Chandra, naukowcy zauważyli, że części dżetu poruszają się z prędkością bliską prędkości światła.

Kiedy materia zbliży się wystarczająco do czarnej dziury, opadnie na dysk akrecyjny. Część materii z wewnętrznego regionu dysku akrecyjnego opadnie na czarną dziurę a część zostanie przekierowywana z dala od niej w postaci wąskich strumieni materii wzdłuż linii pola magnetycznego. Ponieważ proces opadania jest nieregularny, dżety zbudowane są z węzłów, które czasem można zidentyfikować za pomocą teleskopu Chandra i innych.

Naukowcy wykorzystali obserwacje Chandra z 2012 i 2017 roku, aby śledzić ruch dwóch rentgenowskich węzłów znajdujących się w dżecie około 900 i 2500 lat świetlnych od czarnej dziury. Dane rentgenowskie pokazują ruch z pozorną prędkością 6,3 razy większą od prędkości światła dla węzła bliższego czarnej dziurze, i 2,4 razy większą niż prędkość światła dla drugiego.

„Jednym z niezniszczalnych praw fizyki jest to, że nic nie może się poruszać szybciej, niż prędkość światła. Nie złamaliśmy zasad fizyki, ale znaleźliśmy przykład niesamowitego zjawiska zwanego ruchem nadświetlnym” – powiedział współautor badania Brad Snios z CfA.

Ruch nadświetlny występuje, gdy obiekty poruszają się z prędkością bliską prędkości światła w kierunku zbliżonym do naszej linii widzenia. Strumień leci w naszą stronę niemal tak szybko, jak światło, które wytwarza, co daje złudzenie, że jego ruch jest znacznie szybszy niż prędkość światła. W przypadku M87* dżet  celuje bardzo blisko naszego kierunku, co powoduje te pozorne egzotyczne prędkości.

Astronomowie widzieli wcześniej taki ruch w dżecie M87* na radiowych i optycznych długościach fali, ale nie byli w stanie ostatecznie wykazać, że materia w strumieniu porusza się z prędkością zbliżoną do prędkości światła.

Zespół zauważył, że cecha poruszająca się z prędkością 6,3 razy większą niż prędkość światła zanikła o ponad 70% między rokiem 2012 a 2017. To zanikanie prawdopodobnie było spowodowane utratą energii przez cząstki ze względu na wytwarzane promieniowanie, gdy krążyły wokół pola magnetycznego. Aby to mogło nastąpić, zespół musiałby widzieć promieniowanie X z tych samych cząsteczek w obu momentach a nie poruszającą się falę.

Dane z Chandra stanowią doskonałe uzupełnienie danych z EHT. Wielkość prędkości wokół czarnej dziury widziana za pomocą Event Horizon Telescope jest około 100 mln razy mniejsza niż wielkość dżetu widzianego z Chandra.

Kolejna różnica polega na tym, że EHT obserwował M87 przez sześć dni w kwietniu 2017 roku, dając ostatni obraz czarnej dziury. Obserwacje Chandra badają wyrzuconą materię w strumieniu wystrzelonym z czarnej dziury setki i tysiące lat wcześniej.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Wykryto największą eksplozję w historii Wszechświata

Naukowcy badający odległą gromadę galaktyk odkryli największą eksplozję obserwowaną we Wszechświecie od czasów Wielkiego Wybuchu.

Wybuch pochodził z supermasywnej czarnej dziury w centrum odległej o setki milionów lat świetlnych stąd galaktyki. W trakcie eksplozji zostało uwolnione pięć razy więcej energii, niż przy poprzednim ówczesnym najpotężniejszym wybuchu.
Astronomowie dokonali tego odkrycia przy użyciu danych z obserwatorium rentgenowskiego Chandra i XMM-Newton, a także danych radiowych z Murchison Widefield Array (MWA) w Australii i Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) w Indiach.
Ten potężny wybuch został wykryty w gromadzie galaktyk Ophiuchus, która znajduje się około 390 mln lat świetlnych stąd. Gromady galaktyk to największe struktury we Wszechświecie utrzymywane razem przez grawitację, zawierające tysiące pojedynczych galaktyk, ciemną materię i gorący gaz.
W centrum gromady Ophiuchus znajduje się duża galaktyka zawierająca supermasywną czarną dziurę. Naukowcy uważają, że źró…

Odkryto najbliższą znaną „olbrzymią planetę niemowlęcą”

Nowonarodzona masywna planeta znajduje się zaledwie 100 parseków od Ziemi.

Naukowcy odkryli nowonarodzoną masywną planetę bliższą Ziemi niż jakikolwiek tego typu obiekt w podobnym wieku. Olbrzymia niemowlęca planeta, nazwana 2MASS 1155-7919 b, znajduje się w asocjacji Epsilon Chamaeleontis i leży tylko około 330 lat świetlnych od naszego Układu Słonecznego.
„Ciemny, chłodny obiekt, który znaleźliśmy, jest bardzo młody i ma zaledwie 10 mas Jowisza, co oznacza, że prawdopodobnie patrzymy na planetę niemowlęcą, być może wciąż w fazie formowania się. Chociaż zostało odkrytych wiele innych planet podczas misji Kepler i innych podobnych, prawie wszystkie z nich są planetami ‘starymi’. Obiekt ten jest jednocześnie czwartym lub piątym przykładem planety olbrzymiej krążącej tak daleko od swojej gwiazdy macierzystej. Teoretycy usiłują wyjaśnić, w jaki sposób się tam uformowały lub jak tam dotarły” – powiedziała Annie Dickson-Vandervelde, główna autorka pracy.
Do odkrycia naukowcy wykorzystali dane…

Czy rozwiązano tajemnicę ekspansji Wszechświata?

Badacz z Uniwersytetu Genewskiego rozwiązał naukową kontrowersję dotyczącą tempa ekspansji Wszechświata, sugerując, że na dużą skalę nie jest ono całkowicie jednorodne.


Ziemia, Układ Słoneczny, cała Droga Mleczna i kilka tysięcy najbliższych nam galaktyk porusza się w ogromnym „bąblu” o średnicy 250 mln lat świetlnych, gdzie średnia gęstość materii jest o połowę mniejsza niż w pozostałej części Wszechświata. Taka jest hipoteza wysunięta przez fizyka teoretyka z Uniwersytetu Genewskiego (UNIGE) jako rozwiązanie zagadki, która od dziesięcioleci dzieli społeczność naukową: z jaką prędkością rozszerza się Wszechświat? Do tej pory co najmniej dwie niezależne metody obliczeniowe osiągnęły dwie wartości różniące się o około 10% z odchyleniem, które jest statystycznie nie do pogodzenia. Nowe podejście usuwa tę rozbieżność bez korzystania z „nowej fizyki”.
Wszechświat rozszerza się od czasu Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,8 mld lat temu – propozycja po raz pierwszy przedstawiona przez b…