Supermasywna czarna dziura z skręconym dżetem może pomóc w obserwacjach Drogi Mlecznej

Spiralny strumień promieniowania z gwałtownie aktywnej supermasywnej czarnej dziury może być kluczem do lepszego zrozumienia czarnej dziury w centrum naszej galaktyki.

Teleskop Event Horizon, we współpracy z dwoma innymi układami radioteleskopów, zobrazował potężny strumień blazara o prędkości bliskiej prędkości światła i stwierdził, że jest on skręcony, prawdopodobnie w wyniku orbitowania jednej czarnej dziury wokół drugiej. Teleskop Event Horizon (EHT), który w tamtym czasie obejmował osiem teleskopów na całym świecie, w 2017 roku zaobserwował blazar skatalogowany jako J1924-2914 i znajdujący się około 3,5 miliarda lat świetlnych od Ziemi. Blazar to galaktyka zawierająca niezwykle aktywną supermasywną czarną dziurę, która uwalnia strumień naładowanych cząstek z prędkością bliską prędkości światła.

Ogromna czarna dziura pochłania ogromne ilości gazu, a ten materiał tworzy to, co naukowcy nazywają dyskiem akrecyjnym, oczekując na pochłonięcie przez czarną dziurę. Gaz w dysku jest tak gęsty, że tarcie podgrzewa go do wielu milionów stopni. Tymczasem silne pola magnetyczne splecione w dysku unoszą część materiału, kierując go z dala od czarnej dziury w postaci szybko poruszającego się dżetu.

EHT dołączył do obserwacji J1924-2914 przez teleskopy Global Millimeter Very Long Baseline Interferometer Array w Europie i Stanach Zjednoczonych oraz przez teleskopy radiowe Very Long Baseline Array, również w Stanach Zjednoczonych. Teleskopy były w stanie obserwować blazara i jego dżet na różnych częstotliwościach, odpowiadających różnym skalom obrazu, od jednej trzeciej roku świetlnego do ponad 325 lat świetlnych długości. Naukowcy odkryli, że dżet i pola magnetyczne, które go napędzają, wydają się być skręcone, co potwierdza wcześniejsze podejrzenia z pomiarów przeprowadzonych w latach 90. XX wieku. Im dalej wzdłuż dżetu od czarnej dziury, tym mocniej dżet jest skręcony w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Nasze obrazy stanowią obrazy spolaryzowanej emisji o najwyższej rozdzielczości kątowej, jakie kiedykolwiek uzyskano.powiedziała Sara Issaoun, astrofizyk z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i główny naukowiec odpowiedzialny za obserwacje.

Wszyscy doświadczamy polaryzacji światła, gdy nosimy okulary przeciwsłoneczne, które preferencyjnie odfiltrowują światło oscylujące w większości kierunków i przepuszczają tylko światło oscylujące w jednym określonym kierunku. Emisja z obiektów astronomicznych może być również spolaryzowana , w tym sensie, że fale elektromagnetyczne oscylują w preferowanym kierunku. EHT koncentrował się na liniowo spolaryzowanych falach radiowych pochodzących z J1924-2914, a stopień polaryzacji zdradza niektóre cechy dżetu i jego pola magnetycznego.

Widzimy interesujące szczegóły w silnie spolaryzowanym, najbardziej wewnętrznym jądrze blazara, a kształt spolaryzowanej emisji wskazuje na obecność skręconej struktury pola magnetycznego.powiedział Issaoun,

Wcześniej astronomowie korzystający z VLT w Nowym Meksyku odkryli, że dżet należący do aktywnej czarnej dziury w galaktyce M87 również jest skręcony w sposób korkociągowy. (To ta sama czarna dziura, która wystąpiła na pierwszym obrazie czarnej dziury EHT , opublikowanym w kwietniu 2019 r.). Nie jest jasne, czy skręcenie dwóch dżetów ma tę samą przyczynę, ale istnieje przynajmniej kilka intrygujących możliwych wyjaśnień dla J1924-2914. Jednym z nich jest to, że druga czarna dziura może krążyć wokół pierwotnej czarnej dziury w centrum blazara, powodując brak równowagi w dysku akrecyjnym, który powoduje precesję dysku lub chybotanie się jak wirujący bączek. Inną możliwością jest to, że dżet zderzył się z masywnym obłokiem molekularnym, chociaż astronomowie uznali to za mało prawdopodobne, ponieważ nie ma dowodów na dalsze zakłócenia dżetu, których można by się spodziewać po takim zderzeniu. Wreszcie skręcający się dżet może być wynikiem niestabilności pola magnetycznego blazara.

Zrozumienie J1924-2914 to coś więcej niż tylko rozwiązanie astronomicznej ciekawości. Blazar odegrał ważną rolę w obserwacjach supermasywnej czarnej dziury Drogi Mlecznej, Sagittarius A* , przez Teleskop Event Horizon. Dzieje się tak, ponieważ zwarty i stosunkowo niezmienny wygląd blazara na niebie czyni go idealnym celem kalibracji do testowania EHT przed dokonaniem obserwacji słabej i dynamicznej aktywności Strzelca A*. Dzięki lepszemu opanowaniu J1924-2914 astronomowie mogą sprawić, że obserwacje Sagittarius A* będą jeszcze dokładniejsze.

______________________
Spodobał Ci się wpis ? To postaw kawę Postaw mi kawę na buycoffee.to