Το μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει την υπερμεγέθη μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία έχει παρατηρηθεί για πρώτη φορά. Οι αστρονόμοι που χρησιμοποιούν το Τηλεσκόπιο Horizon Event (EHT) έχουν εκπλαγεί από την τακτική φύση του πεδίου, που υπάρχει στο εξαιρετικά βίαιο περιβάλλον που περιβάλλει τη μαύρη τρύπα Τοξότης Α*. Η μελέτη θα μπορούσε να οδηγήσει σε καλύτερη κατανόηση του κρίσιμου ρόλου που παίζει το μαγνητικό πεδίο στον τρόπο με τον οποίο η μαύρη τρύπα τροφοδοτείται από την περιβάλλουσα ύλη.
Αυτή είναι η δεύτερη φορά που το EHT παρατηρεί το μαγνητικό πεδίο μιας υπερμεγέθους μαύρης τρύπας. Το 2021 εντόπισε το πεδίο της μαύρης τρύπας στο κέντρο του γαλαξία Messier 87 (Μ87).
Οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες πιστεύεται ότι περιβάλλονται από πλάσμα που στροβιλίζεται στη βαρυτική άβυσσο. Αυτό δημιουργεί ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο μπορεί στη συνέχεια να αλληλεπιδράσει με το υλικό που πέφτει. Αυτό το επιταχυνόμενο υλικό εκπέμπει άφθονες ποσότητες ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένων των ραδιοκυμάτων που πολώνονται από το τοπικό μαγνητικό πεδίο.
Παγκόσμιο δίκτυο
Το EHT είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων που μπορεί να μετρήσει αυτή την πόλωση και επομένως να χαρτογραφήσει το μαγνητικό πεδίο που περιβάλλει μια μαύρη τρύπα.
Το Sagittarius A* ζυγίζει περίπου 6.6 εκατομμύρια ηλιακές μάζες – που είναι χίλιες φορές μικρότερη μάζα από το γιγάντιο M87. Παρά την τεράστια αυτή διαφορά, οι αστρονόμοι του EHT εξεπλάγησαν από την ομοιότητα των μαγνητικών πεδίων των δύο αντικειμένων.
«Περιμέναμε να βρούμε κάποια υπογραφή του μαγνητικού πεδίου απλώς και μόνο επειδή γνωρίζουμε ότι ο Τοξότης Α* εξακολουθεί να τρέφεται, πολύ αργά», λέει. Ziri Younsi του University College του Λονδίνου, που είναι μέλος της ομάδας EHT. «Αυτό που δεν περιμέναμε ήταν ότι το μοτίβο της πόλωσης θα ήταν τόσο παρόμοιο στη μορφολογία με το M87».
Όλες οι υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες που συσσωρεύουν ύλη αναμένεται να έχουν μαγνητικό πεδίο που είναι ενσωματωμένο στους δίσκους προσαύξησής τους. Το πεδίο είναι αγκυρωμένο στο πλάσμα ακριβώς έξω από τον ορίζοντα γεγονότων και στη συνέχεια ενισχύεται από την περιστροφή της μαύρης τρύπας. Η μαύρη τρύπα M87 είναι πολύ ενεργή με έναν μεγάλο δίσκο προσαύξησης πλάσματος, σε σύγκριση με τον Τοξότη Α*.
Έλεγχος της ροής
Τα μαγνητικά πεδία και των δύο αντικειμένων έχουν γραμμές μαγνητικού πεδίου σε διαμορφώσεις που μοιάζουν με δίνη (βλ. σχήμα). Όσο πιο κοντά είναι οι γραμμές μεταξύ τους, τόσο ισχυρότερο και πιο οργανωμένο είναι το μαγνητικό πεδίο. Ο Younsi εκτιμά ότι η ένταση του μαγνητικού πεδίου του Τοξότη Α* είναι ίση με αυτή ενός μαγνήτη ψυγείου. Αν και αυτό μπορεί να μην ακούγεται πολύ, είναι αρκετά ισχυρό για να επηρεάσει την εισροή του πλάσματος που συσσωρεύεται – συμβάλλοντας έτσι στον έλεγχο του τρόπου με τον οποίο τροφοδοτείται η μαύρη τρύπα.
Η φαινομενική ομοιότητα στις δομές των δύο μαγνητικών πεδίων κάνει ορισμένους αστρονόμους να αναρωτιούνται για άλλες πιθανές ομοιότητες.
Η μαύρη τρύπα του M87 οφείλεται κυρίως στον σχετικιστικό πίδακα. Αυτή είναι μια σφιχτά ευθυγραμμισμένη δέσμη σωματιδίων που παρασύρονται από το δίσκο προσαύξησης από το μαγνητικό πεδίο και επιταχύνονται προς τα έξω για να πλησιάσουν την ταχύτητα του φωτός. Ένας πίδακας είναι ορατός κατά μήκος του άξονα περιστροφής του αντικειμένου και είναι πιθανό ένας άλλος να εκτείνεται προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Δεδομένης της ομοιότητας στη μαγνητική δομή, είναι πιθανό ότι ο Τοξότης Α* θα μπορούσε επίσης να φιλοξενήσει σχετικιστικούς πίδακες που μέχρι στιγμής δεν έχουν εντοπιστεί.
Μυστηριώδεις φυσαλίδες
Πράγματι, τέτοιοι πίδακες θα μπορούσαν να είναι η πηγή των μυστηριωδών φυσαλίδων Fermi του Milky Way. Πρόκειται για δύο τεράστια λοφία φορτισμένων σωματιδίων που υψώνονται 25,000 έτη φωτός πάνω και κάτω από το επίπεδο του γαλαξία. Εκτιμάται ότι είναι μόλις μερικών εκατομμυρίων ετών, προέρχονται από το γαλαξιακό κέντρο, αλλά η αιτία τους είναι αβέβαιη.
Ωστόσο, ο Younsi επισημαίνει ότι ένας πίδακας είναι πολύ ευθυγραμμισμένος, ενώ οι φυσαλίδες Fermi εκτείνονται σε μια ευρύτερη περιοχή και είναι σχεδόν σαν έκρηξη. Και ενώ θεωρεί τις ομοιότητες μεταξύ των δύο μαύρων τρυπών ως «περίεργες», λέει ο Younsi Κόσμος Φυσικής του σκεπτικισμού του ότι η μαύρη τρύπα του γαλαξία μας έχει πίδακα.
«Θα μπορούσε κανείς να το πάρει λίγο ελεύθερος και να υπερ-ερμηνεύσει αυτό και να πει ότι ίσως είναι απόδειξη ότι θα μπορούσε να υπάρχει πίδακας», λέει. «Ή μπορεί να χρειαστεί να έχουμε καλύτερα δεδομένα στο μέλλον σε υψηλότερη ανάλυση και ίσως δούμε ότι το μοτίβο πόλωσης αλλάζει λίγο».
Γρήγορη αλλαγή
Το M87 βρίσκεται 53 εκατομμύρια έτη φωτός μακριά και ο δίσκος συσσώρευσης μαύρης τρύπας του είναι τεράστιος, επομένως αυτοί οι δύο παράγοντες σημαίνουν ότι δεν το βλέπουμε να αλλάζει πολύ σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το Sagittarius A* είναι πολύ πιο κοντά μας σε απόσταση περίπου 26,000 ετών φωτός και ο πολύ μικρότερος δίσκος προσαύξησής του σημαίνει ότι το EHT μπορεί να δει τον δίσκο προσαύξησης να αλλάζει με την πάροδο λεπτών και ωρών.
Η πρώτη εικόνα του Τοξότη Α* (φωτεινότητα, όχι πόλωση), που κυκλοφόρησε το 2022, ήταν επομένως, μια άποψη κατά μέσο όρο του χρόνου της μαύρης τρύπας και ο Younsi επισημαίνει ότι θα μπορούσε απλώς να είναι σύμπτωση ότι η εικόνα του Το μαγνητικό πεδίο μοιάζει με το M87, που σημαίνει ότι οι αναζητήσεις για πίδακες μπορεί να είναι μάταιες.
«Ο Τοξότης Α* αλλάζει πολύ γρήγορα, επομένως υπάρχει πολύ μεγαλύτερη αβεβαιότητα στη δομή που φαίνεται στην εικόνα», λέει ο Younsi. «Χρειαζόμαστε κάποια μακροπρόθεσμη παρακολούθηση, γιατί αυτό που εξετάζουμε αυτή τη στιγμή θα μπορούσε απλώς να είναι μια ατυχία που τυχαίνει να μοιάζει με το M87 και στην πραγματικότητα δεν είναι αντιπροσωπευτικό της γενικής κατάστασης του μέσου όρου του χρόνου. Μπορεί αυτή η εικόνα να αλλάξει πολύ τα επόμενα χρόνια».
Αν ο καιρός το επιτρέπει, το EHT παρατηρεί τον Τοξότη Α* κάθε χρόνο, με πιο πρόσφατο τον Απρίλιο. Επίσης, συνεχίζει να παρακολουθεί τη μαύρη τρύπα του M87 και προσπαθεί να ανιχνεύσει υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες σε άλλους γαλαξίες. Όσο περισσότερες μαύρες τρύπες παρατηρούνται, τόσο περισσότερο θα γνωρίζουμε αν η μαύρη τρύπα του Τοξότη Α* και του Μ87 είναι πραγματικά τυπικά παραδείγματα.
Οι παρατηρήσεις περιγράφονται σε δύο έγγραφα στο Τα περιοδικά αστροφυσικής. Ένα χαρτί καλύπτει τις μετρήσεις πόλωσης και το άλλο περιγράφει τις επιπτώσεις τους.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/
