Supermasivna črna luknja Mlečne ceste ima presenetljivo magnetno osebnost – svet fizike

Magnetno polje, ki obdaja supermasivno črno luknjo v središču Rimske ceste, so opazili prvič. Astronomi, ki uporabljajo Teleskop Horizon Horizon (EHT) je presenetila urejenost polja, ki obstaja v izjemno nasilnem okolju, ki obdaja črno luknjo Strelec A*. Študija bi lahko vodila do boljšega razumevanja ključne vloge, ki jo ima magnetno polje pri tem, kako se črna luknja hrani z okoliško snovjo.

To je drugič, da je EHT opazoval magnetno polje supermasivne črne luknje. Leta 2021 je zaznal polje črne luknje v središču galaksije Messier 87 (M87).

Supermasivne črne luknje naj bi bile obdane s plazmo, ki se vrtinči v gravitacijsko brezno. To ustvari močno magnetno polje, ki lahko nato vpliva na padajoči material. Ta pospeševalni material oddaja obilne količine sevanja, vključno z radijskimi valovi, ki jih polarizira lokalno magnetno polje.

Globalno omrežje

EHT je globalna mreža radijskih teleskopov, ki lahko merijo to polarizacijo in s tem načrtujejo magnetno polje, ki obdaja črno luknjo.

Strelec A* tehta približno 6.6 milijona sončnih mas – kar je tisočkrat manj kot velikanski M87. Kljub tej ogromni razliki je astronome EHT presenetila podobnost magnetnih polj obeh predmetov.

"Pričakovali smo, da bomo našli znake magnetnega polja preprosto zato, ker vemo, da se Strelec A* še vedno hrani, le zelo počasi," pravi Ziri Younsi z University College London, ki je član ekipe EHT. "Nismo pričakovali, da bo vzorec polarizacije po morfologiji tako podoben M87."

Vse supermasivne črne luknje, ki kopičijo snov, naj bi imele magnetno polje, ki je vgrajeno v njihove akrecijske diske. Polje je zasidrano v plazmi tik izven obzorja dogodkov in se nato ojača z vrtenjem črne luknje. Črna luknja M87 je v primerjavi s Strelcem A* zelo aktivna z velikim akrecijskim diskom plazme.

Nadzor pretoka

Magnetna polja obeh predmetov imajo magnetne silnice v vrtinčastih konfiguracijah (glej sliko). Bližje kot so črte druga drugi, močnejše in bolj organizirano je magnetno polje. Younsi ocenjuje, da je jakost magnetnega polja Strelca A* enaka magnetu za hladilnik. Čeprav se to morda ne sliši veliko, je dovolj močno, da vpliva na dotok akrecirajoče plazme – s čimer pomaga nadzorovati, kako se črna luknja hrani.

Zaradi navidezne podobnosti v strukturah obeh magnetnih polj se nekateri astronomi sprašujejo o drugih možnih podobnostih.

Črna luknja M87 je znana predvsem po svojem relativističnem curku. To je tesno koliniran žarek delcev, ki jih magnetno polje ponese iz akrecijskega diska in pospeši navzven, da se približa svetlobni hitrosti. En curek je viden vzdolž osi vrtenja predmeta in možno je, da se drugi razteza v nasprotni smeri.

Glede na podobnost v magnetni strukturi je možno, da bi lahko Strelec A* gostil tudi relativistične curke, ki doslej niso bili odkriti.

Skrivnostni mehurčki

Pravzaprav bi lahko bili takšni curki vir skrivnostnih Fermijevih mehurčkov Mlečne ceste. To sta dva velika oblaka nabitih delcev, ki se dvigata 25,000 svetlobnih let nad in pod ravnino galaksije. Ocenjuje se, da so stari le nekaj milijonov let in izvirajo iz galaktičnega središča, vendar njihov vzrok ni jasen.

Vendar Younsi poudarja, da je curek zelo koliniran, medtem ko Fermijevi mehurčki obsegajo širše območje in so skoraj podobni eksploziji. In čeprav meni, da so podobnosti med črnima luknjama "nenavadne", Younsi pripoveduje Svet fizike njegovega skepticizma, da ima črna luknja naše galaksije curek.

"Lahko bi si vzeli nekaj svobode in to pretirano interpretirali in rekli, da je to morda dokaz, da bi lahko obstajalo letalo," pravi. "Lahko pa bi morali imeti v prihodnosti boljše podatke pri višji ločljivosti in morda bomo videli, da se polarizacijski vzorec nekoliko spremeni."

Hitra sprememba

M87 je oddaljena 53 milijonov svetlobnih let in njen akrecijski disk črne luknje je ogromen, zato ta dva dejavnika pomenita, da se v kratkih časovnih okvirih ne spreminja veliko. Strelec A* nam je veliko bližje na razdalji približno 26,000 svetlobnih let in njegov precej manjši akrecijski disk pomeni, da lahko EHT vidi spreminjanje akrecijskega diska v teku minut in ur.

Prva slika Strelca A* (svetlost, ne polarizacija), objavljena leta 2022, je bila torej časovno povprečen pogled na črno luknjo in Younsi poudarja, da je lahko zgolj naključje, da je časovno povprečna slika črne luknje magnetno polje je podobno M87, kar pomeni, da bi bilo iskanje curkov lahko zaman.

"Strelec A* se spreminja zelo hitro, zato je v strukturi, ki jo vidimo na sliki, veliko več negotovosti," pravi Younsi. »Potrebujemo nekaj dolgoročnega spremljanja, kajti to, kar trenutno gledamo, je lahko le naključje, ki je videti kot M87 in dejansko ni reprezentativno za splošno časovno povprečje. Lahko se zgodi, da se bo ta podoba v naslednjih nekaj letih zelo spremenila.«

Če vreme dopušča, EHT vsako leto opazuje strelca A*, nazadnje letos aprila. Prav tako še naprej spremlja črno luknjo M87 in poskuša odkriti supermasivne črne luknje v drugih galaksijah. Več ko bomo opazili črnih lukenj, bolj bomo vedeli, ali sta črna luknja Strelec A* in M87 res tipična primera.

Opazovanja so opisana v dveh dokumentih v The Astrophysical Journal Letters. En papir zajema polarizacijske meritve in drugo opisuje njihove posledice.

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Opolnomočite se. Dostopite tukaj.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• PlatoESG. Ogljik, CleanTech, Energija, Okolje, sončna energija, Ravnanje z odpadki. Dostopite tukaj.
• PlatoHealth. Obveščanje o biotehnologiji in kliničnih preskušanjih. Dostopite tukaj.
• vir: https://physicsworld.com/a/milky-ways-supermassive-black-hole-has-a-surprising-magnetic-personality/