Un inel de lumină ascuțit creat de fotonii care se învârte în spatele unei găuri negre supermasive a fost observat de cercetătorii care lucrează la Telescopul Event Horizon (EHT). Observația confirmă o predicție a teoriei generale a relativității a lui Einstein și aruncă o lumină suplimentară asupra masei găurii negre și asupra jetului puternic de material care emană din obiectul supermasiv.
EHT este o gamă globală de radiotelescoape, care, atunci când sunt combinate, au o deschidere suficient de largă pentru a rezolva împrejurimile imediate ale găurilor negre supermasive. În 2019, oamenii de știință EHT au produs prima imagine a discului strălucitor de gaz și „umbră” care înconjoară gaura neagră supermasivă M87*. Acest obiect se află în inima galaxiei Messier 87 și se crede că este de aproximativ 7 miliarde de ori mai masiv decât Soarele. EHT a fost apoi îndreptat către gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee și un imaginea discului și a umbrei acelui obiect a fost lansat la începutul acestui an.
Acum cercetătorii EHT conduși de Avery Broderick de la Institutul Perimetru de Fizică Teoretică din Canada și Universitatea din Waterloo au revizuit observațiile lor despre M87* în căutarea unui inel de lumină ascuțit creat de fotoni care fac o jumătate de orbită în jurul spatelui găurii negre înainte de a călători pe Pământ. Acest inel este prezis de simulările magnetohidrodinamice relativiste generale ale regiunii din jurul lui M87*, dar nu a putut fi văzut din cauza discului strălucitor de lumină difuză creat de fotonii care călătoresc direct pe Pământ.
Văzând licuricii
„Am stins reflectorul pentru a vedea licuricii”, spune Broderick, adăugând: „Am reușit să facem ceva profund – să rezolvăm o semnătură fundamentală a gravitației în jurul unei găuri negre”. Echipa a făcut acest lucru folosind un nou algoritm de imagistică pe care l-au adăugat TEMIS – un cadru de analiză care ajută cercetătorii să înțeleagă observațiile EHT.
Membru al echipei Hung-Yi Pu de la Universitatea Națională Normală din Taiwan spune că noul algoritm permite colaborarea să „dezlipească” elemente ale unei imagini EHT, astfel încât „mediul din jurul găurii negre să poată fi apoi dezvăluit clar”.
Construirea unui telescop de dimensiunea planetei
Pe lângă observarea inelului fotonic, echipa a găsit dovezi că un jet rotativ puternic de material a fost ejectat din regiunea găurii negre. Ultima observație confirmă predicția teoretică că rotația găurii negre creează o ieșire puternică de material. Această ultimă analiză, combinată cu observațiile anterioare, a permis echipei să ofere cea mai bună valoare de până acum pentru masa lui M87*, stabilindu-l la 7.13 ± 0.39 miliarde de mase solare.
Teoria prezice că ar trebui să existe mai multe inele în jurul M87*, fiecare corespunzând fotonilor care fac orbite diferite în jurul găurii negre. Echipa crede că ar trebui să își poată rafina analiza pentru a vedea cel puțin încă unul dintre aceste inele.
Cercetarea este descrisă în Jurnalul Astrofizic.
