Uszczegółowiono pierwszy obraz czarnej dziury w M87 [EHT]

Nowy obraz czarnej dziury w M87

W kwietniu 2019 roku ludzkość mogła po raz pierwszy w dziejach ujrzeć oblicze czarnej dziury, dostając wreszcie coś więcej, niż tylko pośrednie ślady bytowania tych potworów. Monumentalne dzieło obrazowania supermasywnego obiektu w centrum galaktyki oddalonej o 54 mln lat świetlnych było owocem wytężonej pracy ośmiu obserwatoriów z całego globu, działających pod szyldem Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (ang. Event Horizon Telescope). Pięć lat po tamtym sukcesie astronomowie opublikowali uaktualnioną wersję obrazu M87, uzupełnioną o świeże dane, uzyskane dzięki rozwinięciu sieci EHT.

Nową zdobyczą projektu było podłączenie kolejnego obserwatorium w postaci Radioteleskopu Grenlandzkiego, zainstalowanego w pobliżu bazy lotniczej Thule w najwyższym punkcie lądolodu pokrywającego wyspę. Badania wspomagał też po raz pierwszy Wielki Teleskop Milimetrowy, ulokowany na zboczu wygasłego meksykańskiego wulkanu Sierra Negra.

Podkreślam, że cały czas mówimy o radioteleskopach, a nie obserwatoriach optycznych, zaś wszystkie “zdjęcia” wykonywane przez EHT są graficzną interpretacją petabajtów danych zbieranych właśnie w zakresie fal radiowych. Tylko dzięki temu jesteśmy w stanie zaglądać do serc galaktyk, spowitych gęstym kożuchem gazów i pyłów. Jak ujęła to członkini zespołu, Nitika Yurk: “Surowe dane to w zasadzie tylko wartości napięcia. Dlatego lubię opisywać radioteleskopy jako najczulsze woltomierze na świecie, które naprawdę dokładnie zbierają napięcie z różnych części nieba”.

Oczywiście dokooptowanie do sieci nowego sprzętu nie sprawiło nagle, że obiekt w M87 diametralnie zmienił swój wygląd. Odświeżony obraz nadal przedstawia świetlisty obwarzanek, przykryty charakterystycznym “cieniem” i zniekształcony monstrualną masą 6,5 miliarda Słońc. Okolice czarnej dziury pozostają aktywne, więc okalający horyzont zdarzeń dysk akrecyjny może wykazywać zmiany wielkości i jasności – jednak skala tych zjawisk pozostaje bardzo powolna w ludzkiej perspektywie czasu.

Nowy obraz czarnej dziury w M87
Zestawienie starej i nowej wersji obrazu supermasywnej czarnej dziury w M87. Tak naprawdę sam proces obserwacji miał miejsce znacznie wcześniej (do 2018 roku), a większość czasu zajęła analiza surowych danych.

Jedyną istotną różnicą między obiema obserwacjami jest wyraźne przesunięcie najjaśniejszego punktu pierścienia. Obszar ten obrócił się o około 30° w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara i osiadł w prawej dolnej części obręczy. Jest to zmiana jak najbardziej zgodna z przewidywaniami teoretyków. Na zarejestrowanie wciąż czeka natomiast dżet, czyli strumień cząstek, wyrzucany prostopadle do płaszczyzny galaktyki.

Największą zmianę, czyli przesunięcie szczytu jasności wokół pierścienia, przewidzieliśmy w rzeczywistości już przy publikacji pierwszych wyników w 2019 roku. Podczas gdy ogólna teoria względności mówi, że rozmiar pierścienia powinien pozostać raczej stały, emisja z turbulentnego, niechlujnego dysku akrecyjnego wokół czarnej dziury powoduje, że najjaśniejsza część pierścienia kołysze się wokół wspólnego centrum. Wielkość drgań, które obserwujemy w czasie, możemy wykorzystać do przetestowania naszych teorii dotyczących pola magnetycznego i środowiska plazmy wokół czarnej dziury.

Britt Jeter

Badania M87 koordynowała związana z kalifornijskim Caltechem Katherine Bouman, od początku zaangażowana w przedsięwzięcia EHT. Wśród autorów publikacji znajdziemy także nazwisko “naszego” człowieka, czyli Macieja Wielgusa, z którym miałem przyjemność porozmawiać po opublikowaniu pierwszej wersji obrazu M87 w 2019 roku (wciąż warto zajrzeć, zwłaszcza jeśli chcecie poznać pracę Teleskopu Horyzontu Zdarzeń “od kuchni”).

Zespół analizujący dane EHT podczas ogłoszenia wyników w Waszyngtonie. Od lewej: Maciej Wielgus, Katie Bouman i Kari Haworth.
Od lewej: Maciej Wielgus, Katie Bouman i Kari Haworth.
Total
0
Shares
Zobacz też
Daniel Dennett
Czytaj dalej

Zmarł filozof Daniel Dennett

Niektórzy zakładają, że ​​świadomość jest jak włącznik światła: albo zwierzę ma jaźń, albo nie. Ale Dennett uważa, że…