Kolejne odkrycie w astronomii – po raz pierwszy zaobserwowano pole magnetyczne czarnych dziur

Czarne dziury są nie tylko destruktorami całej materii, która znajdzie się w ich horyzoncie zdarzeń – są również kosmicznymi silnikami, zamieniającymi całą materię na intensywne promieniowanie, świecąc jaśniej, niż znajdujące się w pobliżu gwiazdy. Uważa się, że silnik ten jest napędzany przez pole magnetyczne – i po raz pierwszy udało się zdobyć dowód na potwierdzenie tej teorii.

Astronomowie po raz pierwszy w historii wykryli pole magnetyczne tuż poza horyzontem zdarzeń czarnej dziury. Obserwacja dotyczyła Sagittariusa A*, czarnej dziury znajdującej się w samym centrum naszej galaktyki.

„Zrozumienie tych pół magnetycznych jest dla nas krytyczne. Nikt do tej pory nie był w stanie dokonać analizy pola magnetycznego w pobliżu horyzontu zdarzeń aż do teraz” tłumaczy Michael Johnson z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Pole magnetyczne udało się wykryć za pomocą sieci radioteleskopów, pracujących w ramach programu badania czarnych dziur Event Horizon Telescope (EHT). Osiem naziemnych radioteleskopów obserwujących Sagittarius A* funkcjonuje jako jeden gigantyczny teleskop.

Całkowita moc EHT pozwala na obserwację obiektów o rozmiarach 15 mikro sekundy kątowej. Jedna sekunda kątowa to wartość 1/3600 stopnia – oznacza to, że moc teleskopu pozwala obserwować obiekty o wielkości piłki golfowej na powierzchni księżyca. Tak duża rozdzielczość jest konieczna do obserwacji horyzontu zdarzeń czarnych dziur ze względu na ich zwartą strukturę oraz ciemność.

Przy użyciu teleskopu naukowcy zaobserwowali spolaryzowane światło emitowane przez elektrony, spiralnie obracające się wokół pól magnetycznych. Zespół był nawet w stanie śledzić ich ruch i przez to określić strukturę pola magnetycznego.

Co ciekawe zaobserwowali dwa różne pola magnetyczne, odmienne w swoim kształcie. W pierwszym były regiony, w których pole magnetyczne było bardzo nieuporządkowane, przypominając splątane spaghetti, podczas gdy drugie tworzyło uporządkowany wzór.

„Po raz kolejny okazuje się, że centrum galaktyki jest bardziej dynamicznym miejscem niż mogliśmy przypuszczać” mówi Johnson. „Pola magnetyczne po prostu tańczą w tych miejscach”.

Projekt EHT jest cały czas rozbudowywany przez dokładanie kolejnych teleskopów, tak aby móc wygenerować jeszcze lepszą jakość uzyskanego obrazu. Celem projektu jest w przyszłości wykonanie pierwszych zdjęć horyzontu zdarzeń.

„Dostarczone wyniki to krok bliżej rozwiązania jednego z największych paradoksów w astronomii – odpowiedzi na pytanie, dlaczego czarne dziury są tak jasne?” podsumował wyniki Shep Doeleman z MIT.

Sagittarius A* znajduje się w centrum galaktyki Drogi Mlecznej, jest prawie cztery miliony razy cięższa niż nasze Słonce. Jej horyzont zdarzeń rozciąga się na 12 milionów kilometrów średnicy – to trochę mniej niż średnica orbity Merkurego! Dziura oddalona jest od nas zaledwie o 25 tysięcy lat świetlnych, co jest równowartością 10 mikro sekund kątowych.