Po wykonaniu pierwszych obrazów czarnych dziur, Teleskop Horyzontu Zdarzeń jest gotowy do ujawnienia, w jaki sposób czarne dziury wystrzeliwują potężne strumienie w przestrzeń kosmiczną.
Źródło: ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey 2; Podziękowania: Davide de Martin
Teraz zespół badaczy kierowany przez Anne-Kathrin Baczko z Chalmers University of Technology w Szwecji wykazał, że EHT będzie w stanie wykonać ekscytujące zdjęcia supermasywnej czarnej dziury i jej strumieni w galaktyce NGC 1052. Pomiary wykonane za pomocą połączonych radioteleskopów potwierdzają również istnienie silnych pól magnetycznych w pobliżu czarnej dziury.
Głównym pytaniem badawczym dla naukowców projektu było to, w jaki sposób supermasywne czarne dziury wystrzeliwują w przestrzeń kosmiczną strumienie wysokoenergetycznych cząstek wielkości galaktyki z prędkością bliską prędkości światła? Teraz naukowcy zrobili ważny krok w kierunku uzyskania odpowiedzi na to pytanie, wykonując skomplikowane pomiary centrum galaktyki NGC 1052, która znajduje się w odległości 60 milionów lat świetlnych od Ziemi.
Naukowcy dokonali skoordynowanych pomiarów za pomocą kilku radioteleskopów, zapewniając nowy wgląd w funkcjonowanie galaktyki i jej supermasywnej czarnej dziury. Wyniki zostały przedstawione w artykule opublikowanym w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics 17 grudnia 2024 roku.
Obiecujący, ale wymagający cel
Pracami kierowała Anne-Kathrin Baczko, astronom z Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology.
Centrum tej galaktyki, NGC 1052, jest obiecującym celem do obrazowania za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń, ale jest słabe, złożone i trudniejsze niż wszystkie inne źródła, z którymi do tej pory próbowaliśmy się zmierzyć – powiedziała Anne-Kathrin Baczko.
Galaktyka posiada supermasywną czarną dziurę, która jest źródłem dwóch potężnych strumieni rozciągających się na tysiące lat świetlnych w przestrzeni kosmicznej.
Chcemy zbadać nie tylko samą czarną dziurę, ale także pochodzenie strumieni, które wypływają ze wschodniej i zachodniej strony czarnej dziury widzianej z Ziemi – powiedział Eduardo Ros, członek zespołu i astronom z Uniwersytetu Radioastronomii Maxa Plancka w Bonn w Niemczech.
Zespół wykonał pomiary przy użyciu zaledwie pięciu teleskopów globalnej sieci EHT – w tym ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) w Chile, w konfiguracji umożliwiającej jak najlepszą ocenę potencjału przyszłych obserwacji, uzupełnionej pomiarami z innych teleskopów.
W przypadku tak słabego i nieznanego celu nie byliśmy pewni, czy w ogóle uzyskamy jakiekolwiek dane. Ale strategia zadziałała, w szczególności dzięki czułości ALMA i uzupełniającym danym z wielu innych teleskopów – powiedziała Anne-Kathrin Baczko.
Pomiary pokazują, że skuteczne obrazowanie jest możliwe w przyszłości
- Naukowcy są teraz przekonani, że udane obrazowanie będzie możliwe w przyszłości, dzięki dwóm nowym kluczowym informacjom: otoczenie czarnej dziury świeci jasno z odpowiednią częstotliwością fal radiowych, aby mieć pewność, że mogą one zostać zmierzone przez EHT.
- Rozmiar regionu, w którym powstają strumienie, jest podobny do pierścienia M87* – wystarczająco duży, aby można go było zobrazować za pomocą EHT z pełną mocą.
Na podstawie pomiarów naukowcy oszacowali również siłę pola magnetycznego w pobliżu horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Siła pola, 2,6 tesli, jest około 40 000 razy silniejsza niż ziemskie pole magnetyczne. Jest to zgodne z wcześniejszymi szacunkami dla tej galaktyki.
Jest to tak potężne pole magnetyczne, że uważamy, iż może ono prawdopodobnie powstrzymać materiał przed wpadnięciem do czarnej dziury. To z kolei może pomóc w uruchomieniu dwóch strumieni galaktyki – powiedział Matthias Kadler.
Pomimo tego, że źródło jest tak wymagające jak to, przyszłość rysuje się w jasnych barwach, ponieważ radioastronomowie przygotowują się na nowe generacje sieci teleskopów, takich jak ngVLA (Very Large Array następnej generacji) oraz ngELT (Teleskop Horyzontu Zdarzeń następnej generacji).
Nasze pomiary dają nam jaśniejsze wyobrażenie o tym, jak najbardziej wewnętrzne centrum galaktyki świeci na różnych długościach fal. Jej widmo jest jasne przy długościach około jednego milimetra, gdzie obecnie możemy wykonać najostrzejsze obrazy. Jest ono jeszcze jaśniejsze na nieco dłuższych falach, co czyni je doskonałym celem dla radioteleskopów nowej generacji – powiedział członek zespołu Matthias Kadler, astronom z Uniwersytetu w Würzburgu w Niemczech.
Opracowanie:
Agnieszka Nowak
