211service.com
Jedyna czarna dziura, jaką kiedykolwiek widzieliśmy, ma chwiejący się cień
Symulacja dysku akrecyjnego supermasywnej czarnej dziury M87*. EHT / Hotaka Shiokawa
Ponad rok temu naukowcy ujawnili na świecie coś niesamowitego: pierwsze zdjęcie czarnej dziury, jakie kiedykolwiek zrobiono . Łącząc obserwacje radioastronomiczne wykonane za pomocą anten na czterech kontynentach, w ramach współpracy znanej jako Teleskop Event Horizon udało się zajrzeć w odległości 53 milionów lat świetlnych i spojrzeć na supermasywną czarną dziurę, która ma masę 6,5 miliona mas Słońca i znajduje się w centrum galaktyki Messier 87 (M87). Ognisty, historyczny obraz ukazywał jasny sierp ultragorącego gazu i gruzu krążącego wokół horyzontu zdarzeń czarnej dziury, czarny jak smoła centralny punkt bez powrotu, który zatrzymuje wszystko, co przechodzi, nawet światło.
Zespół EHT właśnie dokonał jednego z najbardziej imponujących osiągnięć w historii astronomii, ale to był dopiero początek. W środę członkowie współpracy EHT opublikowali nowe odkrycia w Czasopismo Astrofizyczne o supermasywnej czarnej dziurze M87 (znanej jako M87*), ujawniając dwa nowe ważne spostrzeżenia.
Po pierwsze, średnica cienia horyzontu zdarzeń nie zmienia się w czasie, co jest dokładnie tym, co przewiduje ogólna teoria względności Einsteina dla supermasywnej czarnej dziury o rozmiarze M87*. Drugim spostrzeżeniem jest jednak to, że jasny półksiężyc zdobiący ten cień jest daleki od stabilności: chwieje się. Wokół M87* znajduje się tak dużo turbulentnej materii, że ma sens, że półksiężyc wyskakuje i staje się niespokojny. Ale fakt, że możemy to obserwować z biegiem czasu, oznacza, że mamy teraz ustaloną metodę badania fizyki jednego z najbardziej ekstremalnych rodzajów środowiska w całym wszechświecie.
Chcemy zrozumieć fizykę w ekstremalnych warunkach w pobliżu czarnej dziury i dowiedzieć się, jak czarna dziura oddziałuje z materią w jej najbliższym otoczeniu – mówi Maciek Wielgus, astronom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i główny autor. nowego badania. Badanie dynamiki wyglądu przypominającego półksiężyc czarnej dziury jest sposobem na zbadanie tego fascynującego środowiska.
Przed EHT naukowcy nie mieli czułych narzędzi potrzebnych do badania zmian strukturalnych, przez które przechodzi czarna dziura. To było jak oglądanie filmu w rozdzielczości 1 piksela – mówi Wielgus. Widzisz, że jasność zmienia się w czasie – najwyraźniej coś się tam dzieje – ale powodzenia w ustaleniu, o czym jest film.
Teleskop Horyzontu ZdarzeńNowe odkrycia nie dokonują nowych obserwacji M87*, ale raczej charakteryzują półksiężyc cienia poprzez nową analizę danych zebranych od 2009 do 2013 podczas wczesnych dni EHT, w połączeniu z zestawem danych z 2017 roku, który doprowadził do obrazu czarnego dziura w pierwszej kolejności. Starsze dane były mniej szczegółowe z powodu ograniczeń oprogramowania i bardziej ograniczonego sprzętu, ale obejmowały dłuższy okres czasu. Tymczasem nowszy zestaw danych składał się z zaledwie czterech obserwacji M87* w ciągu jednego tygodnia, ale był znacznie bogatszy i bardziej zniuansowany. Wielgus i jego zespół byli w stanie wykorzystać szczegóły z nowych danych, aby wypełnić luki w starych, ponieważ można dodać nowy filtr korekcyjny do starego zdjęcia, aby było ostrzejsze. Bam — mieli wysokiej jakości upływ czasu M87*, skala czasu rozciągała się na kilka tygodni.
EHT wciąż przetwarza obserwacje z 2018 r. i planuje przeprowadzić nowe obserwacje M87 w przyszłym roku, wykorzystując w sumie 10 teleskopów. Te obserwacje, które będą obejmować głębsze badanie półksiężyca, mogą ujawnić nowe wglądy w spin czarnej dziury, siłę jej pola magnetycznego i mikrofizykę plazmy otaczającej materii. Z kolei naukowcy mają nadzieję, że te spostrzeżenia mogą być częścią większej pracy, która rozwiąże tajemnicę niektórych z najdzikszych zjawisk związanych z supermasywnymi czarnymi dziurami, takich jak to, co napędza wyrzucanie wysoce zjonizowanej materii z ich centrum.