Cea mai recentă imagine a unei găuri negre surprinde jeturile masive ale lui Centaurus A

Telescopul Event Horizon își extinde portofoliul de imagini cu găuri negre.

În 2019, telescopul a dezvăluit prima imagine a unei găuri negre, dezvăluind bestia supermasivă aflată la 55 de milioane de ani lumină de Pământ, în centrul galaxiei M87 (SN: 4/10/19). Acel inel portocaliu deformat arăta umbra găurii negre pe discul său strălucitor de acumulare de material care pătrunde. De atunci, observațiile de la Event Horizon Telescope, sau EHT, au oferit vederi mai detaliate ale găurii negre a lui M87 (SN: 9/23/20). Acum, datele EHT au dezvăluit noi detalii ale găurii negre supermasive din inima unei galaxii din apropierea propriei noastre, numită Centaurus A.

În loc să măriți suficient de aproape pentru a vedea umbra găurii negre, noua imagine oferă cea mai clară imagine de până acum a jeturilor puternice de plasmă care erup din gaura neagră. Această perspectivă oferă o perspectivă asupra modului în care găurile negre supermasive aruncă astfel de jeturi de plasmă în spațiu, raportează cercetătorii online, 19 iulie, Astronomia naturii.

„Este o performanță destul de impresionantă”, spune radioastronomul Craig Walker despre capturarea noii imagini de înaltă rezoluție. „Aceste [jets] sunt unele dintre cele mai puternice lucruri din univers”, spune Walker, de la National Radio Astronomy Observatory din Socorro, NM, care nu a fost implicat în lucrare. Deoarece se crede că astfel de fluxuri de plasmă superrapide influențează modul în care galaxiile cresc și evoluează, astronomii sunt dornici să înțeleagă cum se formează jeturile (SN: 3/29/19).

Cercetătorii au indicat rețeaua globală de antene radio care alcătuiesc EHT la Centaurus A timp de șase ore în aprilie 2017, în timpul aceleiași curse de observare care a furnizat prima imagine a unei găuri negre (SN: 4/10/19). La aproximativ 12 milioane de ani lumină de Pământ, Centaurus A este una dintre cele mai strălucitoare galaxii de pe cer și este cunoscută pentru jeturile uriașe expulzate de gaura sa neagră centrală.

„Ele se extind la aproape întreaga scară a galaxiei”, spune Michael Janssen, un radioastronom la Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie din Bonn, Germania. „Dacă ar fi să vedem lumina radio [with our eyes]și trebuia să ne uităm la cerul nopții, apoi vom vedea aceste jeturi ale lui Centaurus A ca o structură care este de 16 ori mai mare decât luna plină.”

Folosind EHT, Janssen și colegii s-au așezat pe baza acelor jeturi, care țâșnesc de ambele părți ale discului de acumulare al găurii negre. Noua imagine este de 16 ori mai clară decât observațiile anterioare ale avioanelor, sondând detalii de mai puțin de o zi lumină – aproximativ de patru ori distanța de la Soare la Pluto. Una dintre cele mai izbitoare caracteristici pe care le dezvăluie imaginea este că doar marginile exterioare ale jeturilor par să strălucească.

imagini cu jeturi din gaura neagră din galaxia Centaurus A
Gaura neagră supermasivă din galaxia Centaurus A lansează două jeturi de plasmă în direcții opuse (vedere micșorată a jeturilor din stânga). Într-o nouă vedere de prim-plan luată de Telescopul Event Horizon (în dreapta; locația estimată a găurii negre indicată cu o săgeată), jetul care se deplasează spre Pământ indică spre partea stângă sus a imaginii, cu două margini luminoase și un centru întunecat. Jetul care se îndepărtează de Pământ, de asemenea strălucitor doar la margini, îndreaptă spre dreapta jos.M. Janssen et al/Astronomia naturii 2021

„Este încă un puzzle”, spune Janssen. O posibilitate este ca jeturile să se rotească, ceea ce ar putea face ca materialul din unele regiuni ale jeturilor să emită lumină către Pământ, în timp ce altele nu. Sau jeturile ar putea fi goale, spune Janssen.

Observații recente ale altor câteva galaxii au sugerat că jeturile găurilor negre supermasive sunt mai strălucitoare în jurul marginilor, spune Denise Gabuzda, astrofizician la University College Cork din Irlanda, care nu a fost implicată în acest lucru. „Dar a fost greu de știut dacă a fost o trăsătură comună sau dacă a fost ceva ciudat la puținele care au fost observate.”

Noua vedere a găurii negre a lui Centaurus A oferă dovezi că această strălucire a marginilor este comună, spune Gabuzda. „Este destul de rar să poți detecta jeturile care ies în ambele direcții, dar în imaginile lui Centaurus A… poți vedea clar că ambele sunt mai strălucitoare la margini.”

Următorul pas va fi compararea imaginii EHT a lui Centaurus A cu simulările computerizate bazate pe teoria generală a relativității a lui Einstein, pentru a testa cât de bine rezistă relativitatea în acest mediu extrem, spune Janssen. Examinând polarizarea sau orientarea undelor luminoase emanate de jeturile lui Centaurus A ar putea, de asemenea, să dezvăluie structura câmpurilor lor magnetice – la fel cum polarizarea a dezvăluit magnetismul din jurul găurii negre a lui M87 (SN: 3/24/21).