Wykryto silne spiralne pola magnetyczne w pobliżu czarnej dziury w Drodze Mlecznej

Zaprezentowano nowe obrazy z tzw. Teleskopu Horyzontu Zdarzeń, ukazujące strukturę pola magnetycznego w pobliżu supermasywnej czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Wykryto tam silne spiralne pola magnetyczne.

Pierwszy w historii obraz czarnej dziury (jej cienia) pokazano w 2019 r. Obserwacje dotyczyły supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87. Kilka lat później, w 2022 r., naukowcy zaprezentowali podobny obraz dla supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej (zwanej Sgr A*). Oba obrazy są podobne, więc naukowcy zastanawiają się, czy obiekty te mają wspólne cechy, poza dużą różnicą w masie i rozmiarze (ponad tysiąckrotną).

Postanowiono zbadać Sgr A* w świetle spolaryzowanym. Fala świetlna to fala elektromagnetyczna, która czasami oscyluje w jakimś preferowanym kierunku. Taka sytuacja nazywana jest polaryzacją światła. Polaryzacja ujawnia naukowcom wiele informacji na temat miejsc, z których pochodzi światło albo przez które się porusza. W szczególności ma związek z polem magnetycznym w pobliżu czarnej dziury.

Wcześniej uzyskano obrazy polaryzacji światła dla czarnej dziury w M87, a teraz udało się tego dokonać dla czarnej dziury w Drodze Mlecznej. Okazuje się, że w obu przypadkach występuje podobna struktura polaryzacji, ujawniająca obecność silnego i zorganizowanego pola magnetycznego biegnącego po spiralach od brzegu czarnej dziury – poinformowały Europejskie Obserwatorium Południowe (ESO) oraz Teleskop Horyzontu Zdarzeń (ang. Event Horizon Telescope, EHT).

„Mając próbkę dwóch czarnych dziur – o bardzo różnych masach i w bardzo różnych galaktykach macierzystych – ważne jest, aby ustalić, w czym są one zgodne, a w czym nie. Ponieważ obie kierują w naszą stronę silne pola magnetyczne, sugeruje to, że może to być uniwersalna, a być może fundamentalna cecha tego rodzaju systemów. Jednym z podobieństw pomiędzy obydwiema czarnymi dziurami może być dżet, ale o ile zobrazowaliśmy bardzo oczywisty dzet w M87*, nie znaleźliśmy takowego w Sgr A*” – wskazała Mariafelicia De Laurentis, zastępca kierownika ds. projektu EHT, profesor z Uniwersytetu Neapolitańskiego im. Fryderyka II we Włoszech.

Obserwacje prowadzono w ramach Teleskopu Horyzontu Zdarzeń, łączącego istniejące radioteleskopy w nowy instrument – wirtualny teleskop o rozmiarach całej Ziemi i najlepszej możliwej zdolności rozdzielczej.

Teleskop EHT przeprowadził kilka obserwacji od 2017 r. i – według planów – ma obserwować Sgr A* ponownie w kwietniu 2024 r. Z upływem czasu uzyskiwane obrazy są coraz lepsze, gdyż do EHT dołączają nowe teleskopy, a do dyspozycji jest szersze pasmo i nowe częstotliwości obserwacji.

W kwietniu 2017 r., gdy przeprowadzono obserwacje, zaangażowane były teleskopy: Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), Atacama Pathfinder EXperiment (APEX), Institut de Radioastronomie Millimétrique (IRAM) 30-meter Telescope, James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), Large Millimeter Telescope Alfonso Serrano (LMT), Submillimeter Array (SMA), UArizona Submillimeter Telescope (SMT), South Pole Telescope (SPT). Potem do sieci dołączyły Greenland Telescope (GLT), IRAM NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) oraz UArizona 12-meter Telescope na Kitt Peak.

Kluczowym instrumentem Teleskopu Horyzontu Zdarzeń jest sieć radioteleskopów ALMA, którą w imieniu Europy zarządza Europejskie Obserwatorium Południowe, do którego należy Polska. Szykowana jest znaczna modernizacja ALMA, która da jej jeszcze lepszą czułość i być może pozwoli dostrzec dżet w Sgr A*.

Wyniki najnowszych badań przedstawiono w dwóch artykułach, które ukazały się w „The Astrophysical Journal Letters”. Wśród autorów są polscy astronomowie: Monika Mościbrodzka z Uniwersytetu im. Radbouda w Holandii i Maciek Wielgus z Instytutu Radioastronomii im. Maxa Plancka w Niemczech.

Źródło: PAP.