Historyczne zdjęcie zostało wykonane przez Event Horizon Telescope (EHT). To sieć radioobserwatoriów rozsianych po całym świecie, które działają jak jeden teleskop. Dwa lata temu dzięki EHT po raz pierwszy zobaczyliśmy, jak wygląda Sagittarius A* – supermasywna czarna dziura kryjąca się w centrum naszej Galaktyki. 

Teraz astronomowie pracujący z EHT pokazali nowe zdjęcie tego samego obiektu. Niesamowita i bardzo trudna do uzyskania fotografia przedstawia Sagittariusa A* w świetle spolaryzowanym. Zdjęcie dostarcza nieznanych wcześniej informacji o polach magnetycznych powstających wokół czarnej dziury. 

Wbrew przewidywaniom okazało się, że są one potężne i uporządkowane. Dokładnie takie same jak pola magnetyczne wokół M87*. To supermasywna czarna dziura w jądrze galaktyki Messier 87, pierwszy taki obiekt, który w ogóle udało się sfotografować.

Co się kryje w centrum Drogi Mlecznej?

Jak wiele innych galaktyk, także nasza ma w środku gigantyczną czarną dziurę. Sagittarius A* (w skrócie Sgt A*) dzieli od Słońca 27 tys. lat świetlnych. Obiekt ma masę ponad 4 mln razy większą od masy Słońca. Przez to zaliczany jest do supermasywnych czarnych dziur. 

Jednak ta klasa jest bardzo rozległa. Sagittarius A* może wydawać się potężną grawitacyjną anomalią, choć jej rozmiary są niczym w porównaniu z rozmiarami M87*. Tamta supermasywna czarna dziura – odległa od nas o ok. 53,5 mln lat świetlnych – ma masę ponad 6,5 mld większą od masy Słońca.

Otacza ją wirujący dysk materii o średnicy 25 tys. jednostek astronomicznych. Dla porównania, Pluton jest odległy od Słońca średnio o 39 jednostek astronomicznych. Prostopadle do płaszczyzny dysku M87* emituje dżet długości nawet dziesięć razy większej niż średnica całej Drogi Mlecznej.

Nowe zdjęcie supermasywnej czarnej dziury

W porównaniu z M87* „nasza” supermasywna czarna dziura wydaje się więc dość zwykłym obiektem. A jednak Saggitarius A* ma pewne cechy wspólne z M87*, większą od niego ponad 1000 razy. 

Jakie? Odpowiedź przynosi nowe zdjęcie supermasywnej czarnej dziury Sgt A* pokazujące światło spolaryzowane. Czyli uporządkowane, którego fale drgają tylko w jednej płaszczyźnie. Rozgrzana materia otaczająca czarną dziurę – to właśnie jest pomarańczowy „pączek” widoczny na fotografiach czarnych dziur – emituje sporo spolaryzowanego światła. Dzieje się tak, ponieważ wokół czarnych dziur powstają pola magnetyczne, niekiedy bardzo silne. Cząstki materii układają się wzdłuż ich linii i emitują światło spolaryzowane do nich pod kątem prostym.

Ten opis może wydawać się skomplikowany, ale płynący z niego wniosek jest już dość prosty. Fotografia Sagittariusa A* w świetle spolaryzowanym dostarcza zupełnie nowych informacji o otaczających ten obiekt polach magnetycznych.

Czego dowiedzieliśmy się nowego o Sagittariusie A*?

Jak się okazało, są one silne i uporządkowane. Ku zdumieniu naukowców zdjęcie Sgt A* uderzająco przypomina spolaryzowane zdjęcie M87* zrobione w 2019 roku. Linie pól magnetycznych obu supermasywnych czarnych dziur wyglądają bardzo podobnie – mimo że są one diametralnie różne.

Supermasywne czarne dziury M87* i Sgt A* w świetle spolaryzowanym. / Fot. EHT Collaboration

– To podobieństwo było szczególnie zaskakujące, ponieważ M87* i Sgt A* są zupełnie inne – mówi portalowi Space.com astronomka Sara Issaoun, współautorka badań. – M87* jest szczególna: niezwykle masywna, leży w galaktyce ekliptycznej i emituje potężny dżet plazmy widoczny w każdym zakresie fal – dodaje. W porównaniu z nią Sgt A* jest całkiem zwyczajna. No i nigdy udało się zaobserwować jej dżetu.

Możliwe jednak, że on istnieje. Na to wskazuje zbliżona geometria pól magnetycznych Sgt A* i M87*. Wcześniej naukowcy przypuszczali, że Sagittarius A* jest zbyt mało „żarłoczna”, żeby emitować dżet. Czyli – że pochłania zbyt mało wirującej wokół niej materii, która mogłaby zostać przekierowana na bieguny i stamtąd wystrzelona w kosmos. 

Zrobiona dzięki EHT fotografia otwiera jednak nowe perspektywy. Być może Sgt A* emituje dżet, ale z powodu dużego zagęszczenia materii w środku Drogi Mlecznej nie zdołaliśmy go jeszcze zaobserwować. Gdyby to się udało, dowiedzielibyśmy się nowych rzeczy o rozwoju i ewolucji Drogi Mlecznej do kształtu, jaki nasza Galaktyka ma dzisiaj.

Odkrycie zostało opisane w artykule opublikowanym w czasopiśmie „The Astrophysical Journal Letters”. 

Źródła: EurekAlert, Space.com, The Astrophysical Journal Letters, phys.org, Live Science.