Amerykańscy naukowcy badają chwiejny cień czarnej dziury M87.

W 2019 roku Event Horizon Telescope Collaboration dostarczył pierwsze zdjęcie czarnej dziury, ujawniając M87 * – supermasywny obiekt w centrum galaktyki M87. Zespół EHT wykorzystał teraz wnioski wyciągnięte w zeszłym roku do analizy zbiorów danych archiwalnych z lat 2009-2013, z których część nie była wcześniej publikowana. Analiza ujawnia zachowanie się obrazu czarnej dziury w ciągu wielu lat, wskazując na utrzymywanie się podobnej do półksiężyca cechy cienia, ale także na zmienność jego orientacji — półksiężyc wydaje się chybotać. Pełne wyniki są dostępne w The Astrophysical Journal.

Od dwóch dekad największe zaangażowanie finansowe tej współpracy pochodzi od amerykańskiej National Science Foundation, która bezpośrednio sfinansowała ponad 28 milionów dolarów na badania nad EHT. To długoterminowe zaangażowanie dostarczyło archiwów danych sięgających 2009 roku, umożliwiając naukowcom znalezienie trendów behawioralnych dla cienia w kształcie półksiężyca lub horyzontu zdarzeń czarnej dziury M87 *.

EHT to globalna sieć teleskopów wykonujących zsynchronizowane obserwacje. Teleskopy razem tworzą wirtualną antenę radiową wielkości Ziemi, zapewniając wyjątkowo wysoką rozdzielczość obrazu. „Dzięki niesamowitej rozdzielczości kątowej EHT mogliśmy obserwować rozgrywkę bilardową na Księżycu i nie tracić z oczu wyniku!” Powiedział Maciek Wielgus, astronom z Centrum Astrofizyki | Harvard & Smithsonian, Black Hole Initiative Fellow i główny autor artykułu.

Zasada nieoznaczoności Heisenberga

W latach 2009-2013 M87 była obserwowana przez wczesne matryce prototypowe EHT, z teleskopami zlokalizowanymi w trzech lokalizacjach geograficznych w latach 2009-2012 i czterech w 2013 roku. W 2017 roku EHT osiągnął dojrzałość dzięki teleskopom umieszczonym w pięciu różnych miejscach geograficznych Globus.

” W zeszłym roku widzieliśmy obraz cienia czarnej dziury, składający się z jasnego półksiężyca utworzonego przez gorącą plazmę wirującą wokół M87 i ciemnej części centralnej, w której spodziewamy się, że horyzont zdarzeń czarnej dziury będzie się znajdować ” – powiedział Wielgus. „Ale te wyniki opierały się jedynie na obserwacjach przeprowadzonych w ciągu jednego tygodnia w kwietniu 2017 r., Który jest o wiele za krótki, aby dostrzec wiele zmian. Na podstawie zeszłorocznych wyników zadaliśmy następujące pytania: czy ta półksiężycowata morfologia jest zgodna z danymi archiwalnymi? Czy dane archiwalne wskazywałyby na podobny rozmiar i orientację półksiężyca?

Rozszerzając analizę na obserwacje z lat 2009–2017, naukowcy wykazali, że M87 spełnia teoretyczne oczekiwania. Średnica cienia czarnej dziury pozostała zgodna z przewidywaniami ogólnej teorii względności Einsteina dla czarnej dziury o masie 6,5 miliarda Słońca.

Chociaż średnica półksiężyca pozostawała niezmienna, zespół EHT odkrył, że dane kryły w sobie niespodziankę: pierścień się chwieje, co oznacza wielką wiadomość dla naukowców. Po raz pierwszy mogą rzucić okiem na dynamiczną strukturę przepływu akrecyjnego tak blisko horyzontu zdarzeń czarnej dziury, w ekstremalnych warunkach grawitacyjnych. Badanie tego regionu jest kluczem do zrozumienia zjawisk, takich jak relatywistyczne wystrzeliwanie odrzutowców, i pozwoli naukowcom na sformułowanie nowych testów teorii ogólnej teorii względności.

'Te wczesne eksperymenty EHT dostarczają nam skarbnicy długoterminowych obserwacji, których obecny EHT, nawet ze swoimi niezwykłymi możliwościami obrazowania, nie może się równać’ – powiedział Shep Doeleman, dyrektor założyciel EHT. „Kiedy po raz pierwszy mierzyliśmy rozmiar M87 w 2009 roku, nie mogliśmy przewidzieć, że da nam to pierwsze przebłysk dynamiki czarnej dziury. Jeśli chcesz zobaczyć, jak czarna dziura ewoluuje w ciągu dekady, nic nie zastąpi dziesięciolecia danych ”.

About the author

Comments

Dodaj komentarz