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.
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”).
Więcej o nowych obserwacjach supermasywnej czarnej dziury możecie przeczytać na oficjalnej stronie Event Horizon Telescope. Z kolei formalna publikacja The persistent shadow of the supermassive black hole of M87, trafiła do czasopisma Astronomy & Astrophysics.
