Kategorie Kosmos

Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne zasilające czarną dziurę

Czarne dziury to nadal tajemnicze obiekty. Gęste obszary przestrzeni, w których grawitacja jest tak silna, że nawet światło nie jest w stanie uciec, nadal stanowią zagadkę.


Pola magnetyczne

Czarne dziury mają także nietypową relację z polami magnetycznymi, które okazują się być jeszcze bardziej tajemnicze. Choć wiemy, że pola magnetyczne otaczają wiele czarnych dziur, znacznie różnią się siłą, a co więcej, nadal nie do końca wiemy jak i dlaczego się tworzą.

Dzięki najnowszym badaniom możemy jednak dołożyć kolejny element układanki. Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne wokół supermasywnej czarnej dziury i rolę, jaką może odgrywać w jej zasilaniu.

Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne zasilające czarną dziurę

Aktywność regionów polarnych

W samym sercu Cygnusa A, galaktyki oddalonej od Ziemi około 600 milionów lat świetlnych i jednego z najjaśniejszych źródeł radiowych na niebie, astronomowie dostrzegli, że pola magnetyczne są w stanie uwięzić materiał, który zasila supermasywną czarną dziurę. Coś w rodzaju pajęczej sieci, tylko w kosmosie.

To odkrycie może pomóc naukowcom dowiedzieć się, dlaczego niektóre jądra galaktyczne są bardzo aktywne i wyrzucają ogromne ilości dżetów z regionów polarnych, podczas gdy inne wydają się całkowicie uśpione, a jeszcze inne aktywne tylko sporadycznie.

Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne zasilające czarną dziurę

Ujednolicony model

Zgodnie z ujednoliconym modelem, aktywne jądra galaktyczne, czyli supermasywne czarne dziury w centrum galaktyki, będą otoczone dyskiem akrecyjnym tego samego materiału, który do tej czarnej dziury wpadł.


Poza dyskiem akrecyjnym jest także torus, czyli struktura o kształcie pączka składająca się z pyłu i gazu, które zasilają tę wirującą strukturę. Jak to wszystko jest stworzone i dlaczego tam jest, nie do końca jest jasne, są to jednak pytania, na które astronomowie szukają odpowiedzi.

Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne zasilające czarną dziurę

Cygnus A

Obserwacje Cygnusa A sugerują, że pola magnetyczne działają tak, by ukształtować torus i utrzymać go w miejscu. Wcześniej te struktury były trudne do zaobserwowania w zakresie długości fal radiowych i optycznych. Nowe narzędzie jest jednak szczególnie wrażliwe na emisję podczerwieni z wyrównanych ziaren pyłu.

Wykorzystując kamerę szerokopasmową HAWC+ o wysokiej rozdzielczości znajdującej się w obserwatorium Centrum Nauki SOPHIA, zespół astronomów był w stanie wyizolować i zaobserwować zakurzony torus w samym sercu Cygnusa A.

Astronomom po raz pierwszy udało się zaobserwować pole magnetyczne zasilające czarną dziurę

Odkrycie czegoś nowego zawsze jest ekscytujące, jednak obserwacje HAWC+ są wyjątkowe, bo pokazują nam, w jaki sposób polaryzacja w podczerwieni może przyczynić się do postępu w badaniach galaktyk. – wyjaśnia Enrique Lopez-Rodriguez z Centrum Nauki SOFIA

Co z dżetami?

Nie do końca jest też jasne jak powstają strugi czarnych dziur. Wiemy jednak, że na pewno nie tworzą się one poza horyzontem zdarzeń, z którego nie może ujść żadne promieniowanie elektromagnetyczne.

Póki co, uważa się, że materiał z wewnętrznej krawędzi dysku akrecyjnego przemiesza się wzdłuż linii pola magnetycznego wokół zewnętrznej strony czarnej dziury, by ostatecznie został wysadzony z biegunów z prędkością zbliżoną do prędkości światła.

Kolejne obserwacje rzucą nieco więcej światła na poruszone kwestie, być może wtedy poszczególne sugestie zostaną potwierdzone


Fotografie: iopscience.iop.org, jpl.nasa.gov, nasa.gov, nasa.gov