Nová pozorování velkolepé galaxie M87 odhalují, jak se kolem monstrózní černé díry, která se v ní nachází, tvoří silný výtrysk.
Před pár lety vzbudil senzaci obrázek oranžové zářící koblihy. Vědci poprvé zachytili snímek bezprostřední blízkosti supermasivní černé díry ve středu galaxie M87
Tato galaxie je známá výtryskem, který urychluje hmotu daleko z galaxie, poháněný centrální černou dírou. Jak přesně je výtrysk ukotven v blízkosti černé díry a jak hmota proudí do výtrysku, není dosud plně objasněno.
Astronomové za účasti Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii nyní poskytují nové odpovědi. Se sítí radioteleskopů téměř stejně velkých jako Země samotná používají příklad M87 k tomu, aby poprvé zviditelnili toky hmoty v extrémním středu galaxie.
Předpokládá se, že obrovská jasnost a aktivita ve středu galaxie, jako je M87, je způsobena hmotou z okolí padající do černé díry ve středu galaxie.
Část hmoty je však také odváděna z této oblasti proudem. V případě galaxie M87 již existují samostatné snímky nejvnitřnějšího disku hmoty kolem centrální černé díry a výtrysku.
Dříve nebylo jasné, jak se výtrysk, který zůstává kolimovaný k okrajům galaxie, tvoří v blízkosti černé díry.
Obrázek, který byl nyní získán, vytváří spojení poprvé. „Vidíme, jak se výtrysk vynořuje z prstence kolem černé díry, a získáváme nové poznatky o fyzikálních procesech, které dávají výtrysk zrodu,“ říká Thomas Krichbaum z Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii.
Obří dalekohled dělá detailní práci
Mezinárodní výzkumný tým získal snímek pozorováním rádiového světla o vlnové délce 3,5 milimetru. To umožňuje téměř nezakrytý pohled na toky rádiově jasné hmoty, které obklopují centrální černou díru a které pohánějí výtrysk.
Při pohledu ze Země se tato vnitřní oblast jeví jen asi tak velká jako koncertní reflektor na Měsíci, což odpovídá úhlovému průměru 64 mikroobloukových sekund. Ve vzdálenosti galaxie asi 55 milionů světelných let to odpovídá několikanásobku průměru naší sluneční soustavy.
K vyřešení těchto struktur, které jsou při pohledu ze Země malé, používají vědci řadu mnoha radioteleskopů. Čím větší je síť a čím jsou jednotlivé dalekohledy dále od sebe, tím menší jsou struktury, které lze zobrazit.
Vlnová délka, na kterou jsou rádiové přijímače naladěny, také definuje obraz. Čím kratší je vlnová délka, tím jemnější struktury lze zobrazit.
Centrální součástí sítě je globální milimetrové pole VLBI (GMVA), které zahrnuje Evropa a Severní a Jižní Amerika s více než tuctem jednotlivých dalekohledů. Pro zlepšení kvality zobrazení přidal tým také Atacama Large Millimeter/Submillimetre Array (Alma) a Greenland Telescope.
Pouze díky speciálnímu uspořádání dalekohledů a volbě vlnové délky 3,5 milimetru byli vědci schopni zobrazit centrální motor galaxie a jak hmota proudí do černé díry a jak je urychlována směrem ven v jetu.
Pozorovali jádro galaxie již v dubnu 2018 a trvalo jim roky, než interpretovali data a rekonstruovali snímek.
„Úžasný snímek výtrysku a prstence v M87 je důležitým milníkem a korunuje roky společného úsilí,“ říká Eduardo Ros, vědec z Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii.
Snímek jádra M87, který se astronomům podařilo získat před několika lety s jinou konfigurací dalekohledu, dalekohledem Event Horizon Telescope při vlnové délce 1,3 milimetru, se vyznačuje ještě větším faktorem přiblížení. Ukazuje především hmotu v poměrně úzkém prstenci v bezprostřední blízkosti černé díry. Tento obrázek podobný koblihu poprvé označil samotnou černou díru.
Sledování hranic fyziky
Pro J. Antona Zensuse, ředitele Institutu Maxe Plancka pro radioastronomii, tyto úspěchy ukazují, že roky vývoje a neustálého rozšiřování technologie těchto globálních sítí radioteleskopů se vyplatily. Ale limitů této techniky pozorování s vysokým rozlišením ještě nebylo dosaženo.
Nové, ještě citlivější rádiové přijímače dalekohledu GMVA by měly astronomům umožnit další podrobná měření. Kromě intenzity světla, která zde byla zobrazena, lze získat i další vlastnosti rádiového světla.
Polarizace například napodobuje strukturu a sílu magnetického pole, které obklopuje černou díru a tvaruje výtrysk. Hmota, která je viditelná prostřednictvím své radiové emise na prezentovaném obrázku, se pohybuje podél těchto neviditelných magnetických siločar.
Tyto a další měřicí techniky umožňují studovat fyzikální procesy v bezprostřední blízkosti černé díry, miliardkrát těžší než slunce, která ztělesňuje limity fyziky.
Galaxie M87: Klíčová fakta
- Galaxie M87 je také známá jako Virgo A nebo Messier 87. Jednalo se o 87. objekt katalogizovaný francouzským astronomem Charlesem Messierem.
- Nachází se v souhvězdí Panny a je součástí kupy galaxií v Panně. Od Země je vzdálená přibližně 53.5 milionů světelných let.
- Galaxie M87 je jednou z největších galaxií v blízkém vesmíru. Má odhadovaný průměr asi 120,000 XNUMX světelných let, takže je výrazně větší než naše galaxie Mléčná dráha.
- M87 je známá tím, že hostí jednu z nejhmotnějších černých děr, které astronomové znají. Černá díra ve svém středu má hmotnost asi 6.5 miliardkrát větší než naše Slunce a je obklopena rotujícím diskem horkého plynu a plazmatu.
- Tato galaxie se také vyznačuje výrazným výtryskem vysokoenergetických částic vycházejících z její centrální černé díry. Jet sahá přes 5,000 XNUMX světelných let a vyzařuje záření v různých vlnových délkách, včetně rádiových vln, viditelného světla a rentgenového záření.
- M87 je klasifikována jako eliptická galaxie, což znamená, že má eliptický nebo fotbalový tvar. Postrádá zřetelná spirální ramena, která lze vidět ve spirálních galaxiích, jako je Mléčná dráha.
- Je to jedna z nejjasnějších galaxií v kupě v Panně. Má vizuální magnitudu kolem 9.6, díky čemuž je za příznivých podmínek viditelný dalekohledem nebo malým dalekohledem.
- Předpokládá se, že stejně jako ostatní galaxie je i M87 obklopena halo temné hmoty, záhadnou látkou, která nevyzařuje ani neinteraguje se světlem, ale má gravitační vliv.
- M87 interagovala s jinými galaxiemi v kupě Virgo, což vedlo k vytvoření slapových ohonů a deformacím v jejích vnějších oblastech.
- M87 byla rozsáhle studována Hubbleovým vesmírným dalekohledem a poskytla podrobné snímky a údaje o její struktuře, výtrysku a černé díře.
Zdroj: MPG
