Dane EHT pokazują że turbulencja powoduje drganie świecącego pierścienia wokół czarnej dziury M87

Astrofizycy po raz pierwszy otrzymali bezpośredni pogląd na zmieniający się z czasem wygląd supermasywnej czarnej dziury.

Czarna dziura w centrum galaktyki M87, około 55 milionów lat świetlnych od Ziemi, była pierwszą czarną dziurą, której wykonano zdjęcie. To zdjęcie, stworzone przy użyciu danych z teleskopu Event Horizon Telescope z kwietnia 2017 roku, pokazało krzywy pierścień światła: cień czarnej dziury na dysku akrecyjnym wirującej w nim gorącej, świecącej plazmy. Nowe porównanie tego obrazu z wcześniejszymi danymi z teleskopu Event Horizon Telescope ujawnia, że najjaśniejszy punkt na pierścieniu zmienia położenie z powodu turbulencji w gwałtownym wirze materii wokół czarnej dziury, donoszą naukowcy w Internecie 23 września w Astrophysical Journal .

„To bardzo ekscytujący wynik” – mówi astrofizyk Clifford Will z University of Florida w Gainesville, który nie brał udziału w badaniu. „Pierwszy obraz, który stworzyli, był tylko migawką. To, co naprawdę chcielibyśmy zrobić, to lepiej zrozumieć dynamikę tego, co dzieje się w centrum tej galaktyki ”.

Event Horizon Telescope, czyli EHT, to sieć radioteleskopów, które razem wykonują obserwacje o znacznie wyższej rozdzielczości niż jakiekolwiek obserwatorium mogłoby samodzielnie. Wczesna wersja EHT zaczęła obserwować czarną dziurę M87, nazwaną M87 *, w 2009 roku. Wtedy sieć obejmowała teleskopy tylko w trzech lokalizacjach w Arizonie, Hawajach i Kalifornii. W 2013 roku do zespołu dołączyło obserwatorium w Chile. Ale sieć nie miała wystarczającej liczby teleskopów, aby stworzyć kompletny obraz czarnej dziury do 2017 roku, kiedy EHT spojrzał na M87 * z siedmioma obserwatoriami w Ameryce Północnej, Ameryce Południowej, na Hawajach i w Europie.

Wykorzystując obraz M87 * z 2017 r. jako punkt wyjścia do pojawienia się czarnej dziury, wraz ze wstępnymi danymi z lat 2009-2013 w celu uzupełnienia niektórych szczegółów, zespół EHT był w stanie uzyskać ogólne pojęcie o tym, jak M87 * wyglądała podczas wczesne lata obserwacji EHT.

Chociaż średnica czarnej dziury pozostała taka sama, najjaśniejszy punkt na pierścieniu obrócił się. Prawa strona pierścienia była najjaśniejsza w 2013 r., a dno najjaśniej w 2017 r. „Myślę, że wiele osób we współpracy [EHT] było zaskoczonych ogromną zmiennością” – mówi członek zespołu EHT Maciek Wielgus, astrofizyk z Harvard University. Nierówny blask pierścienia powstaje w wyniku burzliwego przepływu super gorącej plazmy wokół czarnej dziury.

Wstępne dane z teleskopu Event Horizon Telescope pokazują, jak najjaśniejsza plamka na pierścieniu światła wokół czarnej dziury M87 zmienia się w czasie. Badacze porównali rzeczywisty obraz (po prawej stronie), utworzony na podstawie obserwacji z 2017 r., z symulacjami wcześniejszego wyglądu czarnej dziury na podstawie wstępnych danych z lat 2009–2013. Zmiany są spowodowane turbulencjami w burzy materii wirującej czarna dziura. M. WIELGUS, D. PESCE

Oczekuje się, że ta turbulencja w dysku akrecyjnym – a zatem zmiana w wyglądzie pierścienia – będzie zależeć od takich czynników, jak szybkość obracania się czarnej dziury, nachylenie jej obrotu i siła jej pól magnetycznych, mówi astrofizyk Priyamvada Natarajan z Yale. Uniwersytet, który nie brał udziału w badaniu. Monitorowanie zmian w wyglądzie M87 * może ujawnić nowe informacje o naturze czarnej dziury.

Nowe wyniki wskazują na obiecujące wykorzystanie EHT do badania burzy wokół M87 * – mówi astrofizyk z Harvard University Avi Loeb, który nie był zaangażowany w prace. Ale szkice pojawienia się czarnej dziury od 2009 do 2013 roku nie zawierają wystarczających informacji, aby wyciągnąć zdecydowane wnioski na temat tego, co dzieje się w tym chaotycznym regionie, mówi.

Zespół EHT będzie potrzebował więcej pełnych zdjęć M87 *, takich jak te utworzone na podstawie danych z 2017 r., aby odkryć szczegółowe zmiany zachodzące w czasie. Ta seria nieruchomych obrazów mogłaby również posłużyć do stworzenia filmu z M87 *.

Zespół EHT analizuje obecnie dane zebrane w 2018 r., w tym obserwacje od nowicjusza w sieci EHT, Teleskopu Grenlandzkiego. EHT nie obserwował w 2019 ani 2020 roku, ale „będziemy obserwować w 2021 roku, jeśli pozwoli na to COVID”, mówi członek zespołu EHT Geoffrey Bower, astrofizyk z Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics w Hilo na Hawajach. „Spodziewamy się niesamowitej jakości obrazu z tych danych z 2021 r.”, Ponieważ do tego czasu EHT będzie mieć dwoje oczu więcej: obserwatorium Kitt Peak w Arizonie i NOEMA we francuskich Alpach. „Myślę, że to naprawdę trafi w sedno turbulencji w regionie akrecji” – mówi.

Źródło: Maria Temming

M. Wielgus et al. Monitoring the morphology of M87* in 2009–2017 with the Event Horizon TelescopeAstrophysical Journal. Published online September 23, 2020. doi: 10.3847/1538-4357/abac0d.

Zdjęcia: EVENT HORIZON TELESCOPE COLLABORATION

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x