Anul trecut, o colaborare la nivel mondial a oamenilor de știință a făcut istorie  dezvăluind prima imagine directă a unei găuri negre. Acum, aceeași echipă de cercetători ne oferă în premieră cele mai noi și incredibile imagini optic reale ale unui violent jet lansat de o gaură neagră supermasivă.

Foto 1 – Prima imagine directă a unei găuri negre

 

3C 279 este o gaură neagră supermasivă ce se află în inima unui quasar, extrem de luminos, aflat la 5 miliarde de ani lumină de Pământ. Quasarii sunt printre cele mai strălucitoare obiecte cosmice despre care știm: galaxii cu găuri negre colosale care emit radiații intense, particule, și materie gazoasă din discul de acreție care se prăbușește, precum o cascadă, spre orizontul evenimentului.

 

Rezultatele recent publicate provin de fapt din aceeași set de observații care a dat imaginea istorică a găurii negre, realizată de echipa Event HorizonTelescope(EHT) în aprilie 2017. 3C 279 a fost unul dintre cele patru obiecte secundare din acest studiu – și acum suntem în sfârșit în măsură a vedea rezultate interesante.

Știm deja că atunci când materia se prăbușește spre orificiul negru al unei blackholesupermasive, o parte din acest material – gaz înconjurător și praf – se accelerează aproape până de viteza luminii. Drept urmare, gaura neagră produce jeturi relativiste ale particulelor care circulă super rapid prin Universul cunoscut.

Acesta este unul dintre aceste jeturi explozive, cel pe care echipa EHT l-a relevat acum în detalii fără precedent, urmărindu-l până la discul de acumulare a găurii negre din 3C 279. S-ar putea să ne pară oarecum neclar, dar există o mulțime de informații în aceste date.

 

Astfel, echipa a avut o surpriză: în timp ce se presupunea că jetul este drept, datele relevă de fapt ceea ce pare a fi o curbură la baza sa, împreună cu o structură alungită care este perpendiculară pe direcția jetului. .

„Această morfologie poate fi interpretată fie ca o bază cu o rezoluție largă de jet, fie ca un jet îndoit spațial”, scrie, în lucrarea lor, echipa care cuprinde nu mai puțin de 351 de autori.

 

Și, pentru că observațiile au durat câteva zile, cercetătorii au putut, de asemenea, să constate modificări fine care ar putea foarte bine să fie urma de fum a ceva ce s-a prevăzut prin simulări, dar niciodată direct observat – rotația discului de acumulare și mărunțirea materialului pe măsură ce cade în gaura neagră.

Nu este întâmplător faptul că 3C 279 a fost ales ca unul dintre obiectele pentru ca EHT să își facă magia. Galaxia M87, pe care am văzut-o anul trecut – cu toată gloria găurii sale super-masive – este de fapt o sursă relativ slabă de emisie a razelor gamma.

Foto 2 – Două jeturi

 

Mai puternici nuclei galactici activi – cum ar fi 3C 279 – tind să fie la distanțe mult mai mari de luminozitate, ceea ce înseamnă că ne este mai greu să-i discernem pe cerul nopții. Dar 3C 279 este una dintre cele mai strălucitoare surse de raze gamma pe care le-am observat vreodată. În mod util, este, de asemenea, un blazar, ceea ce înseamnă că jetul său extraordinar de proeminent, extrem de variabil, este îndreptat către observator (adică spre noi).

 

Echipa a observat cu EHT pe 3C 279 timp de patru nopți în aprilie 2017, adunând date de la opt stații din șase situri geografice. Aceste date trebuiau transferate cu atenție la supercomputerele din Institutul Max Planck pentru Radio Astronomie (MPIfR) și MIT pentru o analiză extinsă.

 

„Pentru 3C 279, combinația dintre rezoluția EHT și noile instrumente de calcul pentru interpretarea datelor s-a dovedit revelatoare”, spune astrofizicianul Avery Broderick, de la Institutul Perimetru din Canada.

„Ceea ce părea a fi un singur nucleu radio este acum desfăcut în două complexe independente. Și acestea se deplasează – chiar și pe scale mai mici decât o lună-lumină – jetul din 3C 279 se îndreaptă spre noi cu mai mult de 99,5 la sută din viteza luminii!”

Acestea sunt descoperiri extraordinare pentru știința găurilor negre – după ce s-au bazat pe simulări și observații cu rezoluție scăzută atât de mult timp, încă nu înțelegeam modul în care funcționează aceste obiecte enigmatice și ce pot alimenta de fapt jeturile pe care le putem vedea.

Foto 3

 

„Mai multe detalii despre proprietățile sursei, cum ar fi configurația câmpului magnetic și echilibrul detaliat al energiei jetului, vor fi supuse unor studii de urmărire”, concluzionează autorii în lucrare.

Pe când lumea observa în sfârșit ochiul M87 *, astronomii tocmai își primeau jucăriile lor puternice și noi.

Din păcate, ultima derulare a observației EHT a fost anulată în martie / aprilie a acestui an din cauza pandemiei COVID-19 în curs. Însă colaborarea a adunat o mulțime de date în 2017 și 2018, așa că știm mai multe despre acest fenomen.

„La anul  am putea prezenta prima imagine a umbrei unei găuri negre”, spune Anton Zensus, directorul MPIfR și președinte al consiliului de colaborare EHT.

 

„Acum vedem schimbări neașteptate în forma jetului în 3C 279 și nu am terminat încă. Așa cum am spus anul trecut: acesta este doar începutul.”

 

Informațiile prezentate au ca surse: Astronomy&Astrophysics, Science Alert, BBC și Physicsandastronomy zone.

Imaginile sunt preluate de pe internet și nu sunt acoperite prin drepturi de autor.