Na základe podobností dvoch čiernych dier sa domnievajú, že by magnetické polia mohli byť univerzálnou vlastnosťou tohto systému.
Porovnanie supermasívnych čiernych dier M87* a Sagittarius A* v polarizovanom svetle ukázalo podobné štruktúry magnetického poľa pri oboch čiernych dierach. Zdroj: EHT Collaboration
Nová snímka ďalekohľadu Event Horizon Telescope (EHT) odhalila silné a usporiadané magnetické polia šíriace sa špirálovito od okraja supermasívnej čiernej diery Sagittarius A* (Sgr A*).
Nový pohľad na formáciu uprostred Mliečnej cesty v polarizovanom svetle po prvý raz ukazuje štruktúru magnetického poľa, ktorá sa nápadne podobá štruktúre čiernej diery v centre galaxie M87. (M87 je názov galaxie a M87* je názov čiernej diery v tejto galaxii.) Zistenie naznačuje, že by silné magnetické polia mohli byť spoločné pre všetky čierne diery. Na základe podobnosti vedci usudzujú, že by sa v Sgr A* mohol nachádzať skrytý výtrysk. Výsledky boli uverejnené v časopise The Astrophysical Journal Letters.
Čierna diera Sgr A*
V roku 2022 vedci predstavili prvú snímku Sgr A*. Supermasívna čierna diera uprostred Mliečnej cesty, ktorá je od Zeme vzdialená približne 27 000 svetelných rokov, je viac ako tisíckrát menšia a ľahšia ako prvá zobrazená čierna diera v galaxii M87. Napriek tomu pozorovania odhalili, že sa obe nápadne podobajú. Pre vedcov preto vyvstala otázka, či nemajú aj ďalšie podobné črty.
Pozorovanie vďaka polarizovanému svetlu
Vedci sa preto rozhodli preskúmať Sgr A* v polarizovanom svetle. Predchádzajúce štúdium svetla v okolí čiernej diery M87* odhalilo, že magnetické polia umožňujú čiernej diere vypúšťať silné výtrysky materiálu naspäť do okolitého prostredia. Na toto zistenie nadviazali nové zábery. Ukázali, že to isté môže platiť aj pre Sgr A*.
„Vidíme, že v blízkosti čiernej diery uprostred Mliečnej cesty existujú silné zakrútene usporiadané magnetické polia,“ uviedla Sara Issaoun, štipendistka v programe NASA Hubble Fellowship Program v Centre pre astrofyziku v USA a jedna z vedúcich projektu. „Aj vďaka tomu, že Sgr A* má nápadne podobnú polarizačnú štruktúru ako oveľa väčšia a silnejšia čierna diera M87*, sme zistili, že silné a usporiadané magnetické polia sú rozhodujúce pre to, ako čierne diery interagujú s plynom a hmotou vo svojom okolí.“
Svetlo je kmitajúce elektromagnetické vlnenie, vďaka ktorému vidíme objekty okolo nás. Niekedy svetlo kmitá len v určitom smere, vtedy hovoríme, že je polarizované. Hoci je polarizované svetlo všade okolo nás, nedokážeme ho rozoznať od bežného svetla len zrakom.
Mapujú magnetické siločiary okolo čiernych dier
Častice víriace okolo magnetických siločiar v plazme v okolí čiernych dier prepožičiavajú svetlu polarizačný vzor kolmý na magnetické pole. Vďaka tomu astronómovia môžu čoraz podrobnejšie sledovať dianie okolo čiernych dier a mapovať ich magnetické siločiary.
„Zo snímok polarizovaného svetla, pochádzajúceho zo sálajúceho plynu v blízkosti čiernych dier, priamo vyvodzujeme štruktúru a silu magnetických polí, ktoré sa tiahnu prúdom plynu a hmoty, ktorými sa čierna diera živí a ktoré vyvrhuje,“ uviedol Angelo Ricarte, člen centra Black Hole Initiative (Iniciatíva Čierna diera) na Harvarde a ďalší vedúci projektu. „Vďaka polarizovanému svetlu sa toho dozvedáme oveľa viac o astrofyzike, vlastnostiach plynu a mechanizmoch, ktoré sa odohrávajú, keď čierna diera pohlcuje hmotu.“
Zachytiť rýchlo sa meniacu Sgr A* je výzvou
Na zobrazenie čiernych dier v polarizovanom svetle však nestačí nasadiť si polarizačné slnečné okuliare. Toto platí zvlášť pre čiernu dieru Sgr A*, ktorú nie je možné zachytiť v pokoji, keďže sa rýchlo mení. Na to, aby ju astronómovia mohli zachytiť, potrebujú oveľa lepšie technické vybavenie, než aké bolo použité na zaznamenanie oveľa stabilnejšej čiernej diery M87*.
Vedúci vedecký pracovník projektu EHT Geoffrey Bower z Inštitútu astronómie a astrofyziky na Academia Sinica v Tchaj-peji na margo toho uviedol: „Keďže Sgr A* je počas pozorovania v pohybe, bolo ťažké zhotoviť len nepolarizovanú snímku.“ Preto bol prvý záber Sgr A* v skutočnosti priemerom niekoľkých fotografií. „Odľahlo nám, že sa nám vôbec podarilo zhotoviť polarizovanú snímku.“
V Sgr A* výtrysk zatiaľ nenašli
Mariafelicia De Laurentis, vedecká pracovníčka projektu EHT a profesorka na Neapolskej univerzite Fridricha II. v Taliansku uviedla: „V prípade vzoriek dvoch čiernych dier s veľmi rozdielnymi hmotnosťami a hostiteľskými galaxiami je dôležité určiť, v čom sú rovnaké a v čom sa líšia. Vzhľadom na to, že obe majú nápadné magnetické polia, môže ísť o univerzálnu a možno základnú vlastnosť tohto typu systému. Jednou z podobností medzi týmito dvoma čiernymi dierami by mohol byť výtrysk, ale kým v M87* sme ho zobrazili veľmi zreteľne, v Sgr A* sme ho zatiaľ nenašli.“
Aby vedci mohli pozorovať Sgr A*, prepojili osem ďalekohľadov z celého sveta a vytvorili virtuálny ďalekohľad EHT s veľkosťou Zeme. Súčasťou siete, ktorá v roku 2017 uskutočnila pozorovania, boli aj dva ďalekohľady na severe Čile, ktoré súvisia s Európskym južným observatóriom (ESO). Prvým z nich je sústava ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), na ktorej sa ESO podieľa, a experiment APEX (Atacama Pathfinder Experiment), ktorý má ESO na starosti.
Zdroj: TS ESO
(zh)
