Datele EHT arată că turbulența face ca inelul strălucitor din jurul găurii negre a lui M87 să se clătinească

Astrofizicienii au primit prima vedere directă a aspectului unei găuri negre supermasive care se schimbă în timp.

Gaura neagră din centrul galaxiei M87, la aproximativ 55 de milioane de ani lumină depărtare de Pământ, a fost prima gaură neagră care a fost fotografiată (SN: 4/10/19). Acea imagine, creată folosind datele Telescopului Event Horizon din aprilie 2017, a arătat un inel de lumină deformat: umbra găurii negre pe discul de acreție al plasmei fierbinți și strălucitoare care se învârte în el. O nouă comparație a acelei imagini cu datele anterioare ale telescopului Event Horizon relevă că cel mai luminos punct de pe inel își schimbă locația, din cauza turbulenței în turbulențele violente de material din jurul găurii negre, au raportat cercetătorii online pe 23 septembrie în Jurnalul de astrofizică.

„Este un rezultat foarte interesant”, spune astrofizicianul Clifford Will de la Universitatea din Florida din Gainesville, care nu a fost implicat în studiu. „Prima imagine pe care au produs-o a fost doar un instantaneu. Ceea ce ne-am dori cu adevărat să facem este să înțelegem mai mult din dinamica a ceea ce se întâmplă în centrul acelei galaxii.”

Telescopul Event Horizon, sau EHT, este o rețea de radiotelescoape care, împreună, fac observații cu rezoluție mult mai mare decât ar putea orice observator singur (SN: 4/10/19). O versiune timpurie a EHT a început să observe gaura neagră a lui M87, denumită M87*, în 2009. Pe atunci, rețeaua includea telescoape în doar trei locații din Arizona, Hawaii și California. În 2013, un observator din Chile s-a alăturat echipei. Dar rețeaua nu a avut suficiente telescoape pentru a crea o imagine completă a găurii negre până în 2017, când EHT a privit M87* cu șapte observatoare din America de Nord, America de Sud, Hawaii și Europa.

Folosind imaginea din 2017 a lui M87* ca punct de plecare pentru apariția găurii negre, împreună cu datele preliminare din 2009 până în 2013 pentru a completa unele dintre detalii, echipa EHT a putut să-și facă o idee aproximativă despre cum arăta M87* în timpul primii ani de observare a EHT.

Deși diametrul găurii negre a rămas același, cel mai luminos punct de pe inel sa rotit. Partea dreaptă a inelului a fost cea mai strălucitoare în 2013, în timp ce partea de jos a fost cea mai strălucitoare în 2017. „Cred că mulți oameni din [EHT] colaborarea au fost surprinși de cantitatea de variabilitate”, spune membrul echipei EHT Maciek Wielgus, astrofizician la Universitatea Harvard. Sclipirea neuniformă a inelului provine din fluxul tumultuos de plasmă super fierbinte în jurul găurii negre.

Cronologia găurii negre M87
Datele preliminare ale telescopului Event Horizon dezvăluie modul în care cel mai strălucitor punct de pe inelul de lumină din jurul găurii negre a lui M87 se schimbă în timp. Cercetătorii au comparat imaginea reală (extrema dreapta), creată din observațiile făcute în 2017, cu simulări ale cum arăta mai devreme gaura neagră, pe baza datelor preliminare din 2009 până în 2013. Schimbările se datorează turbulențelor din furtuna de material care se învârtește în gaură neagră.M. Wielgus, D. Pesce

Această turbulență a discului de acreție – și, prin urmare, variația aspectului inelului – este de așteptat să depindă de factori precum cât de repede se învârte gaura neagră, înclinarea rotației sale și puterea câmpurilor sale magnetice, spune astrofizicianul Priyamvada Natarajan de la Yale. Universitatea, care nu a fost implicată în studiu (SN: 1/30/17). Monitorizarea modificărilor în aspectul lui M87* poate dezvălui noi informații despre natura găurii negre.

Noile rezultate arată promisiunea de a folosi EHT pentru a sonda furtuna din jurul M87*, spune astrofizicianul de la Universitatea Harvard, Avi Loeb, care nu a fost implicat în lucrare. Dar schițele brute ale apariției găurii negre din 2009 până în 2013 nu conțin suficiente informații pentru a trage concluzii ferme despre ceea ce se întâmplă în această regiune haotică, spune el.

Echipa EHT va avea nevoie de mai multe imagini complete ale M87*, precum cea creată din datele din 2017, pentru a descoperi modificări detaliate în timp. Această serie de imagini statice ar putea fi folosită și pentru a crea un film M87* (SN: 16/12/19).

Echipa EHT analizează în prezent datele colectate în 2018, inclusiv observațiile unui nou venit în rețeaua EHT, Telescopul Groenlandez. EHT nu a observat în 2019 sau 2020, dar „vom observa în 2021, dacă COVID permite”, spune Geoffrey Bower, membru al echipei EHT, astrofizician la Institutul de Astronomie și Astrofizică Academia Sinica din Hilo, Hawaii (SN: 4/10/20). „Ne așteptăm să avem o calitate incredibilă a imaginii din acele date din 2021”, spune el, pentru că până atunci EHT va mai avea doi ochi pe cer: observatorul Kitt Peak din Arizona și matricea NOEMA din Alpii francezi. „Cred că asta va ajunge cu adevărat în centrul turbulențelor din regiunea de acumulare”, spune el.