Pierwsza fotografia czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej w świetle spolaryzowanym

Czarną dziurę w centrum naszej galaktyki mogliśmy zobaczyć po raz pierwszy niecałe dwa lata temu – rzućcie okiem, fotografia robiła niesamowite wrażenie. Ten niewątpliwy sukces naukowców nie sprawił jednak, że spoczęto na laurach. Tym razem badacze, korzystając z zespołu teleskopów Event Horizon Telescope, zdołali uchwycić naszego „lokalnego” supermasywnego potwora w świetle spolaryzowanym.

Czarna dziura Sagittarius A* w świetle spolaryzowanym

Jest to o tyle kluczowe, że dzięki nowemu podejściu udało się odkryć silne i zorganizowane pole magnetyczne biegnące po spiralach od brzegu rzeczonej czarnej dziury. Tym samym stało się jasne, że Sgr A* jest pod tym względem bardzo podobny do innej, sfotografowanej w podobny sposób czarnej dziury – tej w centrum galaktyki M87. A to z kolei sugeruje, że tak mogą wyglądać wszystkie duże czarne dziury, nawet największe tego rodzaju giganty.

To, co widzimy teraz, to silne, skręcone i zorganizowane pola magnetyczne blisko czarnej dziury w centrum Drogi Mlecznej. Patrząc na Sgr A*, która ma uderzająco podobną strukturę polaryzacji do znacznie większej i potężniejszej czarnej dziury M87*, dowiedzieliśmy się, że silne i uporządkowane pola magnetyczne są kluczowym elementem tego, jak czarne dziury oddziałują z gazem i materią wokół siebie.

Uzyskując obrazy światła spolaryzowanego od gorącego gazu w pobliżu czarnej dziury, możemy bezpośrednio wnioskować o strukturze i sile pola magnetycznego, które napędza przepływ gazu i materii, którymi czarna dziura się odżywia i które wyrzuca. Światło spolaryzowane uczy nas dużo więcej o astrofizyce, własnościach gazu i mechanizmach, które zachodzą, gdy czarna dziura się odżywia.

Olbrzymim nakładem środków

Uzyskanie zdjęcia było trudnym przedsięwzięciem, do którego użyto sieci urządzeń o nazwie Event Horizon Telescope. Składa się na nią grupa sprzężonych ze sobą teleskopów radiowych, które wspólnie tworzą wirtualne obserwatorium wielkości Ziemi. Do stworzenia omawianej fotografii wykorzystano osiem urządzeń – największe z nich, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, jest umiejscowione w Chile, na znajdującej się na północy tego kraju pustyni Atakama.

ALMA jest interferometrem zbudowanym z 66 sprzężonych ze sobą anten, największe z nich mają zaś po 12 metrów średnicy. Co ciekawe, urządzenia te mogą się poruszać po wyznaczonym terenie płaskowyżu na dystansie nawet 16 km. To zaś daje naukowcom unikatowe możliwości obserwacji powiązane z tym, że możliwe jest „przybliżanie” uzyskiwanego obrazu.

Nowa fotografia czarnej dziury jest wynikiem uzyskiwania wielu obrazów, które następnie zostały uśrednione. Naukowcy podkreślają, że tylko takie podejście mogło zaowocować sukcesem, gdyż znajdująca się w centrum Drogi Mlecznej czarna dziura jest obiektem zdecydowanie bardziej trudnym w badaniach niż serce galaktyki M87.

Fotografia otwierająca: EHT Collaboration