Az első kép a mágneses mezőről galaxisunk közepén sok mindent felfed

Hihetetlen képen örökítették meg a kutatók a Sagittarius A* körüli mágneses mezőt. Talán minden szupermasszív fekete lyukban van valami közös.

Az a csapat, amely a világon először „fotózott le” egy fekete lyukat, most új képet adott ki a Sagittarius A*-ról, a Tejútrendszer középpontjában lévő szupermasszív fekete lyukról. A képen megörökítették a fekete lyuk körül spirálisan tekeredő mágneses mezőstruktúrákat. Ez arra utal, hogy az erős, csavart és szervezett mágneses mezők gyakoriak lehetnek a fekete lyukak között, írja az IFLScience.

Technológiai összefogás

Az Event Horizon Telescope egy olyan együttműködés, amely a világ rádióteleszkópjait használja fel, hogy egy Föld méretű kombinált tömböt alkosson. Ez elég nagy ahhoz, hogy egy fekete lyukat leképezzen.

Ha a szemed ugyanilyen felbontású lenne, akkor egy fánkot is láthatnál a Hold felszínén. Ez adta az első képet saját Sagittarius A* (Sgr A*) fekete lyukról és a Messier 87 nevű masszív elliptikus galaxis középpontjában lévő sokkal nagyobb rokonáról is. 2021-ben polarizált fény segítségével megörökítette az M87* mágneses mezőit, elsőként egy fekete lyuk esetében.

A kutatócsoport most először használta fel a fény polarizációját az Sgr A* mágneses mezőinek leképezésére

A fényt rezgő elektromágneses hullámok alkotják, és ha egy preferált irányban rezeg, akkor polarizáltnak nevezzük. Így működik a 3D-s szemüveg – a két lencse különböző polarizációval rendelkezik, amelyek a fénynek csak egy részét engedik be, így az agyunk 3D-s képet tud létrehozni a fejünkben.

A polarizált fény segít csökkenteni az erős fényforrások okozta tükröződést, ami lehetővé tette a csapat számára, hogy élesebb képet kapjon a fekete lyuk széléről, és feltérképezze az ott jelenlévő mágneses mezővonalakat.

Történelmi siker

„Először sikerült polarimetrikus képeket kapnunk a galaxisunk középpontjában lévő fekete lyukról, az Sgr A*-ról az eseményhorizont léptékében” – mondta Mariafelicia De Laurentis professzor, az EHT helyettes projektkutatója.

„A fény polarizációjának köszönhetően ezek a képek meglepően részletes és rendezett mágneses struktúrát mutatnak a fekete lyuk körül. Azért fontos, hogy ezeket a képeket polarizált fényben kínálják, mert így láthatjuk és megérthetjük a fekete lyuk körüli mágneses mező geometriáját, ami egy olyan döntő fontosságú szempont, amelyet pusztán nem polarizált fénnyel nem lehet megragadni.”

Mit láthatunk a képeken?

A szupermasszív fekete lyuk körüli plazma a mágneses mezővonalak mentén mozog, mivel töltött részecskékből áll. E részecskék örvénylése a fényen a mágneses mezőre merőleges polarizációs mintázatot hoz létre.

„A polarizáció azért fontos a fekete lyukak tanulmányozásában, mert információt szolgáltat a fekete lyukat körülvevő mágneses mezők geometriájáról és dinamikájáról” – magyarázta De Laurentis professzor. „Ezek a mezők kulcsszerepet játszanak az akkréciós folyamatokban és az anyagkibocsátásban, közvetlenül befolyásolják a fekete lyukak megfigyelését és az ezeket a szélsőséges objektumokat irányító fizika megértését.”

Az akkréció és a kibocsátás nem olyan dolgok, amelyekben a szupermasszív fekete lyuk gyakran részt vesz. Fekete lyukakhoz képest a Sagittarius A* meglehetősen csendes és nyugodt, ami jó dolog, mert még 26 000 fényév távolságban is hatással lehet egy aktív szupermasszív fekete lyuk.

Az M87* esetében azonban ezek a mágneses mezők kulcsfontosságúak az erős sugárzások kibocsátásához

A szupermasszív fekete lyukról megfigyelték, hogy közel fénysebességgel mozgó részecskékből álló sugárnyalábokat bocsát ki, amelyek az M87*-től mintegy 5000 fényévnyire terjednek ki.

Ha a mi szupermasszív fekete lyukunkban is ugyanazokat a mágneses struktúrákat látjuk, amelyek az M87-ben a messzire ható eseményeket működtetik, az azt sugallja, hogy ezek a mögöttes mechanizmusok minden fekete lyukban közösek.

„Ezek a mágneses mezők kulcsfontosságúak az anyag fekete lyukakba való akkréciójának és az energiasugarak kilövellésének irányításában, amelyek az univerzum leglátványosabb jelenségei közé tartoznak” – mondta De Laurentis professzor.

Mit mondanak nekünk a mágneses mezők?

„E mezők megértése lehetővé teszi számunkra, hogy megvizsgáljuk a fekete lyukak közelében uralkodó szélsőséges körülményeket, tesztelve a gravitáció és a magnetohidrodinamika elméleteit olyan rendszerekben, ahol Einstein általános relativitáselméletének hatásai döntő szerepet játszanak.”

A Sagittarius A*-ról készült kép egy újabb előrelépés a fekete lyukak és a gazdagalaxisukra gyakorolt hatásuk jobb megértésében. Valamint fantasztikus tesztalany a fekete lyukak tevékenységére vonatkozó elméleti modellek számára.

„Ezek a megfigyelések technikai mérföldkövet jelentenek, bemutatva a jelenlegi csillagászati műszerek és módszerek képességeit. Precedenst teremtenek a jövőbeli megfigyelési kampányok és elméleti tanulmányok számára, kitolva a világegyetemről alkotott képünk határait” – mondta De Laurentis professzor.

Ez is érdekelhet:

• Az összeolvadó csillagok óriási szörnyetegeket képesek létrehozni
• Galaxisunk két, óriási és ősi struktúrából keletkezett, és most megtalálták őket