Астрономи детектују јака магнетна поља која се таласају на ивици централне црне рупе Млечног пута

Нова слика из сарадње Евент Хоризон Телесцопе (ЕХТ) која укључује научнике из Центра за астрофизику | Харвард и Смитсонијан (ЦфА) су открили јака, организована магнетна поља која извиру са ивице супермасивне црне рупе Сагиттариус А* (Сгр А*).

Ова нова слика чудовишта које вреба у срцу Млечног пута, први пут виђена у поларизованој светлости, открива структуру магнетног поља која је упадљиво сличну оној црне рупе у центру галаксије М87, што указује на присуство јако магнетно поље. Поља могу бити заједничка за све црне рупе. Ова сличност такође сугерише присуство скривеног млаза у Сгр А*.

Резултати су објављени у Астропхисицал Јоурнал Леттерс.

Научници су открили прву слику Сгр А* – која је удаљена око 27.000 светлосних година од Земље – 2022. године, откривајући да иако је супермасивна црна рупа Млечног пута хиљаду пута мања и мање масивна од М87, изгледа невероватно слично. .

Ово је навело научнике да се запитају да ли њих двоје деле заједничке особине ван њиховог изгледа. Да би то сазнао, тим је одлучио да проучава Стрелца А* у поларизованом светлу. Претходне студије светлости око М87* откриле су да су магнетна поља око џиновске црне рупе омогућила да испаљује моћне млазове материјала назад у околно окружење. Надовезујући се на овај рад, нове слике откривају да исто може бити тачно и за Стрелца А*.

„Оно што сада видимо је да постоје јака, уврнута, организована магнетна поља у близини црне рупе у центру Млечног пута“, рекла је Сара Ајсон, Ајнштајнова сарадница у НАСА-ином програму за стипендије Хабл. ) је астрофизичар и ко-вођа пројекта.

„Осим тога што Сгр А* има поларизациону структуру запањујуће сличну оној која се види у већој и моћнијој црној рупи М87*, научили смо да су јака, уређена магнетна поља од суштинског значаја за интеракцију црних рупа са гасом и материјом која их окружује. ”

Светлост је осцилујући или покретни електромагнетни талас који нам омогућава да видимо објекте. Понекад светлост осцилира у жељеном правцу, који називамо „поларизованим“. Иако нас окружује поларизована светлост, људско око се не разликује од „нормалне“ светлости.

У плазми која окружује ове црне рупе, честице које круже око линија магнетног поља дају образац поларизације окомит на поље. Ово омогућава астрономима да виде јасније детаље о томе шта се дешава у регионима црне рупе и мапирају њихове линије магнетног поља.

„Сликовањем поларизоване светлости из врућег, ужареног гаса у близини црних рупа, ми директно закључујемо о структури и јачини магнетних поља која повезују проток гаса и материју којом се црна рупа храни и избацује“, наводи Харвардска иницијатива за црну рупу. Колега. Учесник пројекта Ангело Рицарте. „Поларизовано светло нас много учи о астрофизици, својствима гаса и механизмима који се јављају када се црна рупа храни.

Али фотографисање црних рупа у поларизованом светлу није тако лако као ношење поларизованих наочара за сунце, а то се посебно односи на Сгр А*, који се мења тако брзо да не мирује приликом снимања слика. За снимање супермасивне црне рупе потребни су софистицирани инструменти осим оних који су раније коришћени за снимање М87*, много стабилније мете.

„Узбудљиво је што смо уопште успели да направимо поларизовану слику Стрелца А*. Првој слици су били потребни месеци интензивне анализе да би се разумела њена динамичка природа и открила њена мезоструктура“, рекао је постдокторски сарадник САО и астрофизичар Пол Тид.

„Прављење поларизоване слике повећава изазов динамике магнетних поља око црне рупе. Наши модели су често предвиђали веома турбулентна магнетна поља, што отежава стварање поларизоване слике. На срећу, наша црна рупа је много тиша, што чини прва могућа слика.“

Научници су узбуђени што добијају слике обе супермасивне црне рупе у поларизованој светлости, јер ове слике и подаци који долазе са њима пружају нове начине за упоређивање и контраст црних рупа различитих величина и маса. Како се технологија развија, слике ће вероватно открити све више тајни црних рупа и њихових сличности и разлика.

„М87* и Сгр А* се разликују на неке важне начине: М87* је много већи и повлачи материју из свог окружења много брже“, рекао је Мицхие Бобоцк, постдокторски истраживач на Универзитету Илиноис Урбана-Цхампаигн. „Дакле, могли смо очекивати да ће магнетна поља такође изгледати веома различито. Али у овом случају, испоставило се да су прилично слична, што би могло значити да је ова структура заједничка за све црне рупе.“

„Боље разумевање магнетних поља у близини црних рупа помаже нам да одговоримо на многа отворена питања, од тога како се млазови формирају и испаљују до тога шта подстиче сјајне бакље које видимо у инфрацрвеним и рендгенским зрацима.

ЕХТ је извршио неколико запажања од 2017. и планирано је да поново посматра Стрелца А* у априлу 2024. Сваке године, слике се побољшавају јер ЕХТ укључује нове телескопе, већи пропусни опсег и нове фреквенције посматрања. Проширења планирана за следећу деценију омогућиће филмове високе резолуције о Стрелцу А*, могу открити скривене млазове и можда омогућити астрономима да посматрају сличне карактеристике поларизације у другим црним рупама. У међувремену, проширење ЕХТ-а у свемир пружиће оштрије слике црних рупа него икада раније.

ЦфА предводи неколико кључних иницијатива за оштро унапређење ЕХТ-а у наредној деценији. тхе ЕХТ нове генерације (нгЕХТ) Трансформативни пројекат надоградње ЕХТ-а је у току, са циљем да се више нових радио антена стави на мрежу, омогући истовремено посматрање у више боја и повећа укупну осетљивост низа.

Проширење нгЕХТ низа омогућиће снимање супермасивних црних рупа у реалном времену на скали хоризонта догађаја. Ови филмови ће разријешити детаљну структуру и динамику у близини хоризонта догађаја, фокусирајући се на гравитацијске карактеристике „јаког поља“ предвиђене општом релативношћу, као и на интеракцију између акреције и ослобађања релативистичких млазова који обликују структуре великих размјера у свемиру. .

истовремено, Истраживач црне рупе Концепт мисије БХЕКС ће проширити ЕХТ у свемир, производећи најоштрије слике у историји астрономије. БХЕКС ће омогућити детекцију и снимање „фотонског прстена“ – оштре карактеристике прстена формиране снажном емисијом сочива око црних рупа.

Својства црне рупе утиснута су на величину и облик фотонског прстена, откривајући масе и окретање десетина црних рупа, и заузврат показујући како ови егзотични објекти расту и ступају у интеракцију са својим галаксијама домаћинима.