Astronomowie korzystający z należącej do NASA sondy rentgenowskiej Chandra uzyskali najbardziej szczegółowy jak dotąd obraz strumienia wydobywającego się z supermasywnej czarnej dziury w sercu galaktyki Messier 87 (M87).
Jeśli ta czarna dziura brzmi znajomo, to dlatego, że przeszła do historii w 2019 roku, kiedy została ujawniona jako pierwsza czarna dziura sfotografowana przez ludzkość.
M87* znajduje się około 55 milionów lat świetlnych od Ziemi i żarłocznie żeruje na spadającym gazie i pyłze. W ten sposób materia kierowana jest do biegunów tej czarnej dziury, która ma masę 6,5 miliarda razy większą od masy słońce. Materia ta jest wyrzucana w powietrze przy prędkościach bliskich prędkość światła jako potężne dżety rozciągające się na tysiące lat świetlnych.
Dysze M87* zostały już wcześniej sfotografowane w innych długości fal światłatakie jak światło optyczne i podczerwień, ale to jest nasze najbardziej szczegółowe spojrzenie na te dżety w promieniowaniu rentgenowskim. Promienie rentgenowskie ujawniły złożony przepływ materii przez dżety, który jest bardziej dynamiczny niż wcześniej obserwowano.
„Widzieliśmy już zmiany w dżecie, ale nigdy w promieniach rentgenowskich z taką szczegółowością” – mówi dr Camille Poitras. student Wydziału Nauki i Inżynierii Uniwersytetu Laval i kierownik badania, powiedział w a oświadczenie. „Teraz można rozróżnić struktury, które wcześniej wydawały się pomieszane, co pozwala nam lepiej śledzić ewolucję dżetu na przestrzeni ponad dziesięciu lat obserwacji”.
Pojawiły się pewne struktury w dyszach poruszać się z prędkością pięciokrotnie większą od prędkości światła. Oczywiście nie jest to możliwe; według Alberta Einsteina szczególnej teorii względności, nic, co ma masę, nie może poruszać się z prędkością światła ani szybciej. Ten tak zwany ruch nadświetlny nie jest odkryciem przełomowym dla wszechświata, ale raczej złudzeniem optycznym powstałym, gdy materia porusza się z prędkością bliską prędkości światła bezpośrednio w stronę Ziemi.
The Chandra obserwacje dżetu M87* stanowią duży krok naprzód w zrozumieniu fizyki tych wypływów oraz sposobu, w jaki składające się na nie cząstki są przyspieszane do tak dużych prędkości i wielkich energii. Dodatkowo, bo te dysze są jak supermasywne czarne dziury wlewają energię z powrotem do otoczenia, obserwacje mogą również pomóc w stworzeniu lepszego obrazu wpływu tych kosmicznych tytanów na ewolucję ich macierzystych galaktyk.
„Wyniki te pokazują, jak wyjątkowo potężna jest Chandra w zakresie śledzenia ewolucji zjawisk ekstremalnych w długich skalach czasowych” – członek zespołu Gerrit Schellenberger, astrofizyk z Centrum Astrofizyki | – stwierdził w oświadczeniu Harvard & Smithsonian (CfA). „Pomagają nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób energia uwalniana w pobliżu supermasywnej czarnej dziury jest przenoszona przez jej dżet i osadzana w otaczającej ją galaktyce”.
Wyniki badań zespołu zaprezentowano na 248. spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Astronomicznego. Badanie jest również dostępne w formie preprintu arXiv.
