Mlazovi bi mogli igrati ključnu ulogu u formiranju galaksija.
Crne rupe su puno više od rupa koje su crne. One supermasivne koje leže u srcu većine galaksija također su fontane čestica koje energiziraju goleme dijelove galaksija domaćina golemim mlazovima razlomljenih atoma. Ovi blještavi objekti sjaje vruće u radiovalovima, pozirajući astronomskim fotografima na Zemlji.
A sada su astronomi snimili dosad najsjajniju sliku takvih mlaznica. Istraživači uključeni u Event Horizon Telescope (EHT), mrežu radijskih teleskopa koja se proteže širom svijeta, a koji su uspjeli snimiti prvi sliku sjene crne rupe, objavili su sliku koja zumira mlazove crne rupe u središtu galaksije u zviježđu Kentaur. Ovo opažanje pomiče granice astronomije crnih rupa, što bi moglo pomoći istraživačima da bolje razumiju kako se ispaljivanje mlaznica odvija u svemiru.
[Povezano: Ovo je prva izravna slika crne rupe ikada]
"To je radiogalaksija najbliža Zemlji", kaže Michael Janssen, astronom sa Sveučilišta u Bonnu u Njemačkoj i član EHT kolaboracije. Ako želimo proučavati "arhetipski mlaz koji lansira supermasivna crna rupa, Centaurus A je idealan kandidat."
Najnovija isplata u jackpotu Black Hole
EHT koordinira operacije između nekoliko radioteleskopa, uključujući objekte na Antarktici i u Španjolskoj, tako da niz djeluje kao jedan instrument veličine Zemlje. Kada je EHT 2017. usmjerio svoje oči na nebo, istraživači su pogodili jackpot crne rupe. Izvrsno vrijeme opskrbilo je suradnju podacima koji su doveli do prve slike crne rupe i prve slike magnetska polja crne rupe-i još uvijek prebiru po riznici nebeskih informacija.
U ponedjeljak je tim prvenstveno istraživača EHT-a objavio svoju najnoviju fotografiju. Otprilike šest sati 2017. EHT niz je fiksirao svoje nišane na središte galaksije Centaurus A, gdje je crna rupa 55 milijun puta teže od našeg sunca izbacuje mlazove elektrona i drugih čestica duge stotine tisuća svjetlosnih godina u prostor.
EHT nije mogao točno razaznati sjenu same crne rupe. Centaurus A nalazi se oko četiri puta bliže od galaksije M87, kuće prve crne rupe koja je snimljena, ali crna rupa Centaura A je oko 100 puta manja od M87. Unatoč tome, istraživači su mogli vidjeti sljedeću najbolju stvar: emisije crne rupe. Za većinu teleskopa mlaznice izgledaju kao tanke, beznačajne zrake svjetlosti slične zraki laserskog pokazivača. Ali najmoćniji Zemljin niz uspio je razlučiti strukture male otprilike pola svjetlosnog dana - oko tri puta šire od promjera Neptunove orbite.
"Koliko ja znam", kaže Janssen, "ovo je prvi put da vidimo da je nešto riješeno na razini manjoj od svjetlosnog dana." Skupina je svoje zapažanje objavila u ponedjeljak u Astronomija prirode.
Perspektiva izbliza otkriva nešto od oblika mlaznica točno na mjestu gdje ih crna rupa lansira u svemir. Dok se središte mlaza čini gotovo potpuno tamnim, njegovi rubovi jarko sjaje. Ova se značajka pokazala u drugim studijama o mlaznicama, ali nikad tako dramatično. U slučaju crne rupe Centaura A, to ukazuje na to da bi mlazovi mogli biti prazni stošci ili da komplicirana i spiralna magnetska polja stvaraju učinak.
Teoretičari imaju mnogo pitanja o tome kako točno crne rupe generiraju tako snažna istjecanja, a na neka od njih izravne slike poput ove mogle bi pomoći u odgovoru. Zatim tim planira analizirati polarizirano svjetlo iz podataka iz 2017., što bi im omogućilo da izravno vide magnetsko polje mlažnjaka.
Od mlažnjaka do galaksija
Janssen bi volio dobro vidjeti crnu rupu usred cijele akcije, ali nakon što je točno izračunao što bi mu bilo potrebno da izvede taj podvig, ne zadržava dah. Glavni bi izazov bio vidjeti kroz debeli veo samih mlaznica. Svjetlost ekstremno visoke energije trebala bi moći dovoljno probiti mlazove, otkrila je skupina, ali uhvatiti je na Zemlji bilo bi nemoguće. Međutim, ako astronomi ikad uspiju postaviti niz radioteleskopa u orbitu oko Zemlje i razmaknuti ih najmanje 5000 milja, taj bi aparat mogao poslužiti.
"Mlad sam astronom pa volim sanjariti", kaže Janssen. “Sigurno će trajati dugo.”
Ne rade se nikakvi konkretni planovi za tako veliki niz, ali mlado polje astronomije crnih rupa imat će dosta posla u međuvremenu. EHT nastavlja promatrati pregršt objekata, uključujući crnu rupu M87, crnu rupu naše galaksije i druge fenomene povezane s crnim rupama razasute diljem svemira.
Suradnja se nada da će objaviti sliku naše lokalne supermasivne crne rupe u roku od godinu dana i nastavit će opisivati nove detalje o svojim ciljevima uz daljnju analizu. Niz će također pozdraviti nove teleskope na duži rok.
Proučavanje ponašanja crnih rupa i njihovih mlaznica služi kao važan test Einsteinove teorije opće relativnosti, ali je također ključno za konkretiziranje našeg širokog pogleda na kozmos.
Čak su i najveće crne rupe relativno male, slične veličini našem Sunčevom sustavu. Ipak, svaka od njih igra nevjerojatnu ulogu u reguliranju ponašanja cijele svoje galaksije, sa svojim mlazovima koji izbacuju čestice preko prostora milijardu puta većeg od same crne rupe. Ovi mlazovi mogu dizati plin i prašinu toliko da zaustaviti stvaranje zvijezda galaksije. Iz razloga koji još nisu u potpunosti shvaćeni, supermasivne crne rupe čine se temeljnim za galaktičko ponašanje, a galaksije su atomi svemira.
"Ako želimo razumjeti svemir, moramo razumjeti galaksije i kako se razvijaju", kaže Janssen.
