O nouă imagine a găurii negre dezvăluie câmpurile magnetice ale gigantului

Astronomii au văzut pentru prima dată câmpurile magnetice încurcate în jurul unei găuri negre.

Telescopul Event Horizon a dezvăluit magnetismul gazului fierbinte și strălucitor din jurul găurii negre supermasive din inima galaxiei M87, raportează cercetătorii în două studii publicate online pe 24 martie în Scrisori din jurnalul astrofizic. Se crede că aceste câmpuri magnetice joacă un rol crucial în modul în care gaura neagră învelește materia și lansează jeturi puternice de plasmă de mii de ani lumină în spațiu (SN: 3/29/19).

„Știm de zeci de ani că jeturile sunt, într-un anumit sens, alimentate de acumularea pe găurile negre supermasive și că gazul în spirală și plasma care curge sunt foarte magnetizate – dar a existat multă incertitudine în detaliile exacte”, spune. Eileen Meyer, astrofizician la Universitatea din Maryland, comitatul Baltimore, nu este implicată în lucrare. „Structura câmpului magnetic al plasmei în apropierea orizontului evenimentelor [of a black hole] este o informație complet nouă.”

Gaura neagră supermasivă din interiorul M87 a fost prima gaură neagră care a fost fotografiată (SN: 4/10/19). Acea imagine a arătat umbra găurii negre pe discul său de acreție – turbioarea strălucitoare a gazului superfierbinte care se învârtea în spirală în jurul centrului întunecat al găurii negre. A fost creat folosind observații realizate în aprilie 2017 de o rețea globală de observatoare, care formează împreună o antenă radio virtuală de dimensiunea Pământului, numită Telescopul Event Horizon (SN: 4/10/19).

Folosind date din 2017, oamenii de știință au creat prima imagine reală a găurii negre supermasive din centrul galaxiei M87. Cum? Noi explicam.

Noua analiză folosește aceleași observații. Dar, spre deosebire de portretul inițial al găurii negre, noua imagine explică polarizarea undelor de lumină emise de gaz în jurul găurii negre. Polarizarea măsoară orientarea unei unde de lumină – indiferent dacă se mișcă în sus și în jos, la stânga și la dreapta sau într-un unghi – și poate fi afectată de câmpul magnetic de unde a provenit lumina. Deci, cartografiind polarizarea luminii în jurul marginii găurii negre a lui M87, cercetătorii au reușit să urmărească structura câmpurilor magnetice subiacente.

Echipa a găsit dovezi că unele câmpuri magnetice se învârt în jurul găurii negre, împreună cu discul de material care se învârte în ea. Este de așteptat, deoarece „când gazul se rotește, practic este capabil să transporte câmpul magnetic cu el”, spune Jason Dexter, astrofizician la Universitatea din Colorado Boulder.

Dar, spune el, „există o componentă interesantă a acestui câmp magnetic care nu urmărește doar mișcarea gazului”. Cel puțin unele dintre liniile câmpului magnetic sunt lipite în sus sau în jos perpendicular de discul de acreție sau îndreptate direct spre sau departe de gaura neagră, au descoperit Dexter și colegii. Aceste câmpuri magnetice trebuie să fie foarte puternice pentru a rezista să fie târâte de vârtejul gazului care intră, spune el.

Astfel de câmpuri magnetice puternice ar putea de fapt să împingă înapoi o parte din materialul care se îndreaptă spre gaura neagră, ajutându-l să reziste forței gravitaționale, spune coautorul studiului Monika Mościbrodzka, astrofizician la Universitatea Radboud din Nijmegen, Țările de Jos. Câmpurile magnetice îndreptate în sus și în jos de pe discul de acreție ar putea ajuta, de asemenea, la lansarea jeturilor de plasmă ale găurii negre, prin canalizarea materialului către polii găurii negre și oferindu-i o creștere a vitezei, spune ea.