Pierścień fotonowy wokół supermasywnej czarnej dziury w M87

Naukowcy dostrzegli ostry pierścień światła utworzony przez fotony krążące wokół supermasywnej czarnej dziury, co stanowi żywe potwierdzenie teoretycznych przewidywań.

Wizja artystyczna strumienia z supermasywnej czarnej dziury. Źródło: Waterloo.

Kiedy naukowcy ujawnili historyczny pierwszy obraz czarnej dziury w 2019 roku – przedstawiający ciemne jądro otoczone ognistą aurą materii opadającej w jego kierunku – wierzyli, że jeszcze bogatsze obrazy i spostrzeżenia czekają na wydobycie z danych.

Symulacje przewidywały, że za blaskiem rozproszonej pomarańczowej poświaty powinien kryć się cienki, jasny pierścień światła utworzony przez fotony wyrzucane wokół tyłu czarnej dziury przez jej intensywną grawitację.

Zespół badaczy kierowany przez astrofizyka Avery’ego Brodericka użył wyrafinowanych algorytmów obrazowania, aby zasadniczo „odświeżyć” oryginalne obrazy supermasywnej czarnej dziury w centrum M87.

Aby to osiągnąć, zespół zastosował nowy algorytm obrazowania w ramach struktury analitycznej Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) THEMIS, aby wyizolować i wydobyć wyraźną cechę pierścienia z oryginalnych obserwacji czarnej dziury w M87 – jak również wykryć charakterystyczny ślad potężnego strumienia wystrzeliwanego z czarnej dziury.

Odkrycia naukowców zarówno potwierdzają teoretyczne przewidywania, jak i oferują nowe sposoby badania tych tajemniczych obiektów, które, jak się uważa, rezydują w sercach większości galaktyk.

Czarne dziury długo były uważane za niewidzialne, dopóki naukowcy nie wydobyli ich z ukrycia za pomocą sieci teleskopów EHT. Wykorzystując osiem obserwatoriów na czterech kontynentach, wszystkie skierowane w to samo miejsce na niebie i połączone ze sobą nanosekundowym timingiem, badacze EHT zaobserwowali dwie czarne dziury w 2017 roku.

Dzięki współpracy w ramach EHT najpierw ujawniono w 2019 roku supermasywną czarną dziurę w M87, a następnie w 2022 roku, stosunkowo małą, ale burzliwą czarną dziurę w sercu naszej Drogi Mlecznej, zwaną Sagittarius A* (lub Sgr A*). Supermasywne czarne dziury zajmują centrum większości galaktyk, pakując niewiarygodne ilości masy i energii w niewielką przestrzeń. Na przykład czarna dziura M87 jest dwa biliardy razy masywniejsza od Ziemi.

Obraz M87, który naukowcy pokazali w 2019 roku, był przełomowy, ale badacze czuli, że mogą wyostrzyć obraz i uzyskać nowe spojrzenie, pracując mądrzej, a nie ciężej. Zastosowali nowe techniki oprogramowania, aby zrekonstruować oryginalne dane z 2017 roku w poszukiwaniu zjawisk, które według teorii i modeli czaiły się pod powierzchnią. Nowy, powstały obraz przedstawia pierścień fotonowy, składający się z serii coraz ostrzejszych podpierścieni, które zespół następnie ułożył w stos, aby uzyskać pełen obraz.

Odkrycia naukowców zostały opublikowane 16 sierpnia 2022 roku w The Astrophysical Journal.

Opracowanie:
Agnieszka Nowak

Źródło:

Popularne posty z tego bloga

Czarna dziura wyrzuca gwiezdne szczątki

Astronomowie potwierdzają istnienie kosmicznej super-pustki, która podważa nasze rozumienie ciemnej energii

Astronomowie są świadkami, jak umierająca gwiazda osiąga swój koniec