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
Udostępnij

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
Udostępnij

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
Udostępnij

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
Udostępnij

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