Το Event Horizon Telescope (EHT) είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων που συνεργάζονται για να μελετήσουν τα μυστήρια των μαύρων τρυπών. Χρησιμοποιώντας το EHT, οι ερευνητές κατάφεραν να απαθανατίσουν την πρώτη εικόνα του Τοξότης A* ή Sgr A*, της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία μας, του Κυκλώνα, σε πολωμένο φως.
Το πολωμένο φως είναι ένα φαινόμενο όπου το φως διαδίδεται με συγκεκριμένο προσανατολισμό των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων του. Μελετώντας το πολωμένο φως, οι επιστήμονες μπορούν να μάθουν για τα μαγνητικά πεδία που περιβάλλουν τις μαύρες τρύπες. Η νέα εικόνα του Sgr A* αποκαλύπτει ισχυρά, οργανωμένα μαγνητικά πεδία που βγαίνουν από την άκρη της μαύρης τρύπας.
Τα ισχυρά μαγνητικά πεδία στις μαύρες τρύπες
Αυτή η ομοιότητα είναι παρόμοια με τη δομή του μαγνητικού πεδίου που παρατηρήθηκε γύρω από την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία M87, η οποία είναι πάνω από χίλιες φορές πιο ογκώδης από την Sgr A*. Αυτή η ομοιότητα υποδηλώνει ότι τα ισχυρά και οργανωμένα μαγνητικά πεδία μπορεί να αποτελούν ένα κοινό χαρακτηριστικό όλων των μαύρων τρυπών, ανεξάρτητα από το μέγεθος ή τη μάζα τους.
Αυτό υποδεικνύει επίσης την πιθανότητα να εκτοξευθεί ένας κρυμμένος πίδακας υλικού από το Sgr A*, παρόμοιος με τους ισχυρούς πίδακες που παρατηρήθηκαν στον M87.
Τι αποκαλύπτουν οι νέες εικόνες από τις μαύρες τρύπες
Η λήψη εικόνων από τις μαύρες τρύπες, ειδικά του Sgr A*, σε πολωμένο φως είναι μια εξαιρετικά απαιτητική εργασία. Το αέριο και το πλάσμα που περιβάλλουν τη μαύρη τρύπα περιστρέφονται απίστευτα γρήγορα, με το υλικό να ολοκληρώνει μια πλήρη τροχιά σε μόλις λίγα λεπτά. Αυτό σημαίνει ότι οι δομές του μαγνητικού πεδίου αλλάζουν συνεχώς, δυσκολεύοντας τη λήψη μιας καθαρής εικόνας.
Για να ξεπεράσουν αυτή την πρόκληση, τα μέλη της ομάδας του EHT χρησιμοποίησαν εξαιρετικά εξελιγμένα όργανα και τεχνικές, συμπεριλαμβανομένων προηγμένων προσομοιώσεων υπολογιστή. Συγκρίνοντας τις πραγματικές μετρήσεις που ελήφθησαν από τα τηλεσκόπια με χιλιάδες πιθανές προσομοιωμένες εικόνες, οι ερευνητές μπόρεσαν να κατασκευάσουν έναν λεπτομερή χάρτη της δομής του μαγνητικού πεδίου γύρω από τον Sgr A*.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες που συμμετείχαν στην έρευνα, αυτή η νέα εικόνα του Sgr A* είναι σαν να «ανοίγεις το βιβλίο» αφού είδες μόνο το εξώφυλλο. Η πρώτη μη-πολωμένη εικόνα του Sgr A* ήταν ήδη ένα απίστευτο επίτευγμα, καθώς η συνεχής κίνηση της μαύρης τρύπας δυσκόλευε την κατασκευή ακόμη και μιας βασικής εικόνας. Αλλά η εικόνα σε πολωμένο φως παρέχει μια πολύ πιο βαθιά κατανόηση της αστροφυσικής και των μηχανισμών που διαδραματίζονται στην άμεση γειτνίαση της μαύρης τρύπας.
Σύμφωνα με τους εμπλεκόμενους επιστήμονες, αυτή η νέα πολωμένη εικόνα του Sgr A* είναι σαν να «ανοίγετε το βιβλίο» αφού δείτε μόνο το εξώφυλλο. Η πρώτη μη πολωμένη εικόνα του Sgr A* ήταν ήδη ένα απίστευτο κατόρθωμα, καθώς η συνεχής κίνηση της μαύρης τρύπας καθιστούσε δύσκολη την κατασκευή ακόμη και μιας βασικής εικόνας. Αλλά η πολωμένη εικόνα παρέχει μια πολύ βαθύτερη κατανόηση των νόμων της αστροφυσικής και των διαδικασιών που συμβαίνουν γύρω από την μαύρη τρύπα και κοντά σε αυτήν.
Τα συμπεράσματα των αστρονόμων
Μελετώντας το πολωμένο φως, οι ερευνητές μπορούν να εξάγουν άμεσα συμπεράσματα για την ισχύ και τη δομή των μαγνητικών πεδίων που διαμορφώνουν τη ροή του αερίου και της ύλης προς και από τη μαύρη τρύπα. Αυτό τους παρέχει πολύτιμες πληροφορίες για τις θεμελιώδεις διαδικασίες που διέπουν τον τρόπο με τον οποίο οι μαύρες τρύπες τρέφονται και εκτοξεύουν υλικό.
Η αξιοσημείωτη ομοιότητα μεταξύ των δομών των μαγνητικών πεδίων του Sgr A* και της πολύ μεγαλύτερης και πιο ισχυρής μαύρης τρύπας στον M87 υποδηλώνει ότι μπορεί να υπάρχουν καθολικές διαδικασίες που αφορούν τον τρόπο με τον οποίο οι μαύρες τρύπες αλληλεπιδρούν με το αέριο στο περιβάλλον τους και την ύλη. Αυτό το εύρημα θα βοηθήσει στη βελτίωση των θεωρητικών μοντέλων και των προσομοιώσεων, οδηγώντας σε μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση της δυναμικής των μαύρων τρυπών.
Συνολικά, αυτή η νέα ανακάλυψη από το EHT (Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων) αποτελεί ένα σημαντικό βήμα για την κατανόησή των πιο ακραίων και αινιγματικών αντικειμένων στο Σύμπαν, δηλαδή τις υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες.
Πηγή πληροφοριών: Goethe University Frankfurt | European Southern Observatory | Kazunori Akiyama, Antxon Alberdi, et al., First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results. VII. Polarization of the Ring. The Astrophysical Journal Letters, 964 L25. DOI 10.3847/2041-8213/ad2df0