Gaura neagră supermasivă a Căii Lactee are o personalitate magnetică surprinzătoare – Physics World

Câmpul magnetic care înconjoară gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee a fost observat pentru prima dată. Astronomii care folosesc Event Horizon Telescope (EHT) au fost surprinși de natura ordonată a câmpului, care există în mediul extrem de violent din jurul găurii negre Săgetător A*. Studiul ar putea duce la o mai bună înțelegere a rolului crucial pe care îl joacă câmpul magnetic în modul în care gaura neagră se hrănește cu materia înconjurătoare.

Este a doua oară când EHT a observat câmpul magnetic al unei găuri negre supermasive. În 2021 a detectat câmpul găurii negre din centrul galaxiei Messier 87 (M87).

Se crede că găurile negre supermasive sunt înconjurate de plasmă care se învârte în abisul gravitațional. Acest lucru creează un câmp magnetic puternic, care poate interacționa apoi cu materialul care intră. Acest material care accelerează emite cantități mari de radiații, inclusiv unde radio care sunt polarizate de câmpul magnetic local.

Retea globala

EHT este o rețea globală de radiotelescoape care poate măsura această polarizare și, prin urmare, poate cartografi câmpul magnetic din jurul unei găuri negre.

Săgetătorul A* cântărește aproximativ 6.6 milioane de mase solare – ceea ce este de o mie de ori mai puțin masiv decât M87. În ciuda acestei diferențe uriașe, astronomii EHT au fost surprinși de asemănarea câmpurilor magnetice ale celor două obiecte.

„Ne așteptam să găsim o semnătură a câmpului magnetic pur și simplu pentru că știm că Săgetătorul A* încă se hrănește, doar foarte încet”, spune Ziri Younsi al University College London, care este membru al echipei EHT. „Ceea ce nu am anticipat a fost că modelul de polarizare va fi atât de similar ca morfologie cu M87.”

Se așteaptă ca toate găurile negre supermasive care acumulează materie să aibă un câmp magnetic care este încorporat în discurile lor de acreție. Câmpul este ancorat în plasmă chiar în afara orizontului de evenimente și este apoi amplificat de rotația găurii negre. Gaura neagră M87 este foarte activă cu un disc mare de acreție de plasmă, în comparație cu Săgetătorul A*.

Controlul fluxului

Câmpurile magnetice ale ambelor obiecte au linii de câmp magnetic în configurații asemănătoare vortexului (vezi figura). Cu cât liniile sunt mai aproape una de cealaltă, cu atât câmpul magnetic este mai puternic și mai organizat. Younsi estimează că puterea câmpului magnetic al Săgetător A* este egală cu cea a unui magnet de frigider. Deși s-ar putea să nu sune prea mult, este suficient de puternic pentru a afecta fluxul de plasmă în acumulare - ajutând astfel la controlul modului în care se alimentează gaura neagră.

Aparenta asemănare în structurile celor două câmpuri magnetice îi face pe unii astronomi să se întrebe despre alte posibile asemănări.

Gaura neagră a lui M87 este în special pentru jetul său relativist. Acesta este un fascicul de particule strâns colimat, care este măturat din discul de acreție de câmpul magnetic și accelerat spre exterior până aproape de viteza luminii. Un jet este vizibil de-a lungul axei de rotație a obiectului și este posibil ca un altul să se extindă în direcția opusă.

Având în vedere asemănarea structurii magnetice, este posibil ca Săgetătorul A* să găzduiască și jeturi relativiste care au rămas până acum nedetectate.

Bule misterioase

Într-adevăr, astfel de jeturi ar putea fi sursa misterioasei bule Fermi ale Căii Lactee. Acestea sunt două penuri uriașe de particule încărcate care se ridică cu 25,000 de ani lumină deasupra și sub planul galaxiei. Estimați că au doar câteva milioane de ani, ei provin din centrul galactic, dar cauza lor este incertă.

Cu toate acestea, Younsi subliniază că un jet este foarte colimat, în timp ce bulele Fermi se întind pe o zonă mai largă și sunt aproape ca o explozie. Și în timp ce el consideră asemănările dintre cele două găuri negre drept „curioase”, spune Younsi Lumea fizicii de scepticismul său că gaura neagră a galaxiei noastre are un jet.

„S-ar putea să-și ia o oarecare libertate și să suprainterpreteze acest lucru și să spună că poate este o dovadă că ar putea exista un jet”, spune el. „Sau ar putea fi că trebuie să avem date mai bune în viitor la rezoluție mai mare și poate vom vedea că modelul de polarizare se schimbă puțin.”

Schimbare rapidă

M87 se află la 53 de milioane de ani lumină distanță, iar discul său de acumulare a găurilor negre este imens, așa că acești doi factori înseamnă că nu vedem că se schimbă foarte mult în intervale de timp scurte. Săgetătorul A* este mult mai aproape de noi, la o distanță de aproximativ 26,000 de ani lumină, iar discul său de acreție mult mai mic înseamnă că EHT poate vedea discul de acreție schimbându-se în decurs de minute și ore.

Prima imagine a Săgetător A* (luminozitate, nu polarizare), lansată în 2022, a fost, prin urmare, o vedere mediată în timp a găurii negre, iar Younsi subliniază că ar putea fi doar o coincidență faptul că imaginea cu medie în timp a găurii negre. câmpul magnetic arată similar cu M87, ceea ce înseamnă că căutările pentru avioane ar putea fi zadarnice.

„Săgetătorul A* se schimbă foarte rapid, așa că există mult mai multă incertitudine în structura văzută în imagine”, spune Younsi. „Avem nevoie de monitorizare pe termen lung, pentru că ceea ce ne uităm acum ar putea fi doar o întâmplare care se întâmplă să arate ca M87 și de fapt nu este reprezentativ pentru starea generală medie în timp. S-ar putea ca această imagine să se schimbe foarte mult în următorii câțiva ani.”

Dacă vremea permite, EHT observă Săgetătorul A* în fiecare an, cel mai recent în aprilie. De asemenea, continuă să urmărească gaura neagră a lui M87 și încearcă să detecteze găuri negre supermasive în alte galaxii. Cu cât se observă mai multe găuri negre, cu atât vom ști dacă Săgetătorul A* și gaura neagră a lui M87 sunt cu adevărat exemple tipice.

Observațiile sunt descrise în două lucrări din Scrisorile din jurnalul astrofizic. O hârtie acoperă măsurătorile de polarizare si celalalt descrie implicațiile acestora.

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/