Sagittarius A*, supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki, od lat fascynuje naukowców. Dzięki badaniom prowadzonym przez współpracę Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT) dokonano kolejnego przełomu: udało się zaobserwować silne, uporządkowane pola magnetyczne w jej otoczeniu. To odkrycie nie tylko rzuca nowe światło na naturę czarnych dziur, ale także wskazuje na pewne uniwersalne mechanizmy działania tych kosmicznych gigantów. Szczegóły opublikowano w czasopiśmie The Astrophysical Journal Letters.
“Nasza” czarna dziura bez dżetów
W 2022 r. świat obiegło pierwsze zdjęcie Sagittarius A*, wykonane przez Teleskop Horyzontu Zdarzeń. Ta czarna dziura, znajdująca się około 27 tysięcy lat świetlnych od Ziemi, jest ponad tysiąc razy mniejsza i mniej masywna od znanej czarnej dziury w galaktyce M87*. Mimo tych różnic, struktury ich pól magnetycznych okazują się zaskakująco podobne.
Czytaj też: Potrójna czarna dziura przeczy zdrowemu rozsądkowi. Ten obiekt podważa ustalenia na temat czarnych dziur
Nowe obrazy Sagittarius A*, wykonane w świetle spolaryzowanym, pokazują wirujące pola magnetyczne w gorącej plazmie otaczającej horyzont zdarzeń. Te magnetyczne “linie siły” są kluczowe dla procesów akrecji – czyli wciągania materii przez czarną dziurę – oraz ewentualnego wyrzutu dżetów, strumieni wysokoenergetycznej materii wystrzeliwanej w przestrzeń kosmiczną.
Dr Sara Issaoun, astrofizyk z Smithsonian Astrophysical Observatory, mówi:
To, co widzimy, to silne, skręcone i uporządkowane pola magnetyczne blisko czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Podobieństwo między strukturą pól magnetycznych w Sagittarius A* i M87* sugeruje, że te procesy mogą być uniwersalne dla wszystkich supermasywnych czarnych dziur.
Czarne dziury odgrywają kluczową rolę w ewolucji galaktyk. To one wpływają na przepływ materii i energii w ich centralnych regionach. W przypadku Sagittarius A*, nowe dane wskazują, że pola magnetyczne mogą tłumić lub wręcz kontrolować formowanie dżetów.
W przypadku M87*, silne pola magnetyczne pozwalają czarnej dziurze na wyrzucanie potężnych dżetów, które oddziałują z otoczeniem, wpływając na rozkład gazu i gwiazd w galaktyce. Jednak Sagittarius A* nie wykazuje wyraźnych oznak takich aktywności. Czy to kwestia masy, rotacji, czy może dynamiki akrecji? Odpowiedzi na te pytania mogą zrewolucjonizować nasze rozumienie tych kosmicznych obiektów.
Światło spolaryzowane, które oscyluje w określonym kierunku, pozwala astronomom zajrzeć głębiej w struktury otaczające czarne dziury. W przypadku Sagittarius A* obserwacje w świetle spolaryzowanym umożliwiły precyzyjne mapowanie pól magnetycznych w plazmie otaczającej horyzont zdarzeń.
Dr Angelo Ricarte, współautor projektu i badacz z Harvard Black Hole Initiative, wyjaśnia:
Obrazy w świetle spolaryzowanym dostarczają nam bezpośrednich informacji o strukturze i sile pól magnetycznych, które przenikają przepływ gazu wokół czarnej dziury. To z kolei pozwala nam lepiej zrozumieć procesy fizyczne zachodzące podczas akrecji i emisji energii.
Obserwacje Sagittarius A* stanowią dopiero początek. Wprowadzenie nowych teleskopów, zwiększenie przepustowości i zastosowanie wielu częstotliwości obserwacji pozwoli na jeszcze dokładniejsze obrazowanie. W ciągu następnej dekady planowane są technologie umożliwiające tworzenie dynamicznych “filmów” przedstawiających zmieniające się procesy w czasie rzeczywistym w otoczeniu czarnych dziur. Kolejnym krokiem ma być rozwinięcie projektu Next-Generation EHT, który wprowadzi nowe radioteleskopy i umożliwi obserwacje w kosmosie, co pozwoli na uzyskanie niespotykanej dotąd rozdzielczości obrazów. Dzięki kolejnym obserwacjom Sagittarius A* naukowcy mają nadzieję rozwikłać zagadkę brakujących dżetów i lepiej zrozumieć dynamikę pól magnetycznych.