Astronomii au observat o gaură neagră supermasivă în curtea cosmică a Pământului, în timp ce explodează jeturi de materie la viteze apropiate de lumina. Aceste fluxuri spun povestea unei bătălii pentru supremația dintre magnetism și gravitație.
Descoperirea ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine cum găuri negre se hrănesc cu materie și ejectează jeturi puternice care se extind cu mult dincolo de gazda lor galaxii.
Echipa de astronomi a făcut observațiile inimii galaxiei radio 3C 84, cunoscută și sub numele de Perseus A, o regiune alimentată de o gaură neagră supermasivă, folosind Telescopul Event Horizon (EHT). EHT, o gamă globală de antene radio conectate, a produs primele imagini ale unei găuri negre văzute vreodată de omenire.
Perseus A, o sursă puternică de unde radio, corespunde cu centrul galaxiei active NGC 1275, care ea însăși este galaxia centrală din superclusterul Perseus, care se află la 230 de milioane de ani lumină de Pământ. Aceasta pare o distanță extraordinară, dar face din obiectul nou observat una dintre cele mai apropiate găuri negre supermasive de planeta noastră.
„Radiogalaxia 3C 84 este deosebit de interesantă pentru provocările pe care le prezintă în detectarea și măsurarea cu precizie a polarizării luminii în apropierea găurii sale negre”, membru al echipei de studiu, Jae-Young Kim, profesor asociat de astrofizică la Universitatea Națională Kyungpook din Coreea de Sud. a spus într-o declarație. „Capacitatea excepțională a EHT de a pătrunde în gazul dens, interstelar, marchează un progres inovator pentru observarea precisă a vecinătății găurilor negre”.
Magnetism vs. gravitație: care forță câștigă?
Noile observații Perseus A nu marchează prima dată când EHT a investigat magnetismul puternic al unei găuri negre supermasive sau gravitatiedouă dintre cele patru forțe fundamentale ale universului.
După ce telescopul a fotografiat pentru prima dată gaura neagră supermasivă din inima galaxiei Messier 87 (M87), a fotografiat și polarizarea luminii în jurul acestei găuri negre, care este la fel de masivă ca 6,5 miliarde de sori.
Această lucrare a dezvăluit detalii despre polarizare camp magneticeste în jurul găurii negre centrale a lui M87. Și, în noua cercetare, EHT a observat polarizare în jurul găurii negre Perseus A, indicând un câmp magnetic bine ordonat în imediata sa vecinătate.
Aceste câmpuri magnetice își demonstrează puterea prin cucerirea gravitației imense a găurii negre a galaxiei radio 3C 84, estimată a avea o masă de 40 de milioane de ori mai mare decât cea a soarelui, pentru a lansa jeturi la viteze mari.
„Pe lângă faptul că furnizează primele imagini ale găurilor negre, EHT este extrem de potrivit pentru a observa jeturile astrofizice de plasmă și interacțiunea lor cu câmpurile magnetice puternice”, a declarat liderul echipei Georgios Filippos Paraschos, de la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie (MPIfR) din Germania. „Noile noastre descoperiri oferă noi dovezi că un câmp magnetic ordonat se extinde prin gazul încălzit care învăluie gaura neagră”.
Pe măsură ce materia cade spre gaura neagră, ea formează un „disc de acreție” în jurul obiectului care este puternic magnetizat. Pe măsură ce acest disc se rotește, liniile câmpului magnetic din el se răsucesc, devenind înfășurate strâns, ceea ce împiedică eliberarea eficientă a energiei magnetice.
Observațiile EHT ale găurii negre supermasive Perseus A care se rotește rapid și ale „discului oprit magnetic” din jur sugerează că viteza cu care se rotește o gaură neagră ar putea fi asociată cu capacitatea sa de a lansa jeturi.
Aceasta înseamnă că, în timp ce aceste jeturi reprezintă magnetismul care învinge gravitația, ele ar putea primi asistență sub formă de „interferență exterioară” de la momentul unghiular. O investigație mai profundă și aplicarea teoriei gravitației lui Einstein din 1915, relativitatea generală, pot ajuta la determinarea dacă acesta este cazul.
„De ce sunt găurile negre atât de bune la producerea de jeturi puternice? Aceasta este una dintre cele mai fascinante întrebări din astrofizică”, a spus cercetătorul MPIfR Maciek Wielgus. „Ne așteptăm ca efectele relativiste generale care apar chiar deasupra orizontului de evenimente al găurii negre să fie cheia pentru a răspunde la această întrebare. Astfel de observații de înaltă rezoluție deschid în sfârșit calea către o verificare observațională”.
EHT a reușit să-și facă observațiile în profunzime ale acestei găuri negre și a jeturilor sale folosind o tehnică numită interferometrie de bază foarte lungă (VLBI), care permite crearea unei imagini prin adunarea semnalelor de la numeroase observații telescopice ale aceluiași obiect. . EHT constă dintr-o serie de telescoape individuale de pe tot globul care se unesc pentru a face un singur instrument de dimensiunea Pământului.
„Suntem extrem de încântați, deoarece aceste rezultate reprezintă un pas semnificativ către înțelegerea galaxiilor precum 3C 84”, a spus Anton Zensus, directorul MPIfR și șeful departamentului său de cercetare Radio Astronomie/VLBI. „Împreună cu partenerii noștri internaționali, ne străduim să îmbunătățim capacitățile Telescopului Event Horizon pentru a permite o perspectivă și mai detaliată asupra formării jeturilor în jurul găurilor negre”.
Cercetarea echipei a fost publicată online joi (1 februarie) în jurnal Astronomie și Astrofizică.
Postat inițial pe Space.com.