Recent a fost estimată în premieră raza unei găuri negre supermasive. A fost nevoie de o reţea de patru radiotelescoape poziţionate în diverse locuri pe glob (Hawaii, Arizona şi California) şi de eforturile unei echipe internaţionale de astronomi.
Dar tot acest efort a meritat, astronomii reuşind să măsoare raza găurii negre supermasive din galaxia M87, care se află la o distanţă de 50 de milioane ani-lumină de Pământ şi este de 6 miliarde de ori mai masivă decât Soarele nostru.
Noile date au fost strânse de către o echipă de cercetători condusă de astronomi de la Observatorul MIT Haystack. Pentru a face acest lucru, ei au interconectat radiotelescoapele din Hawaii, Arizona şi California pentru a crea ”telescopul orizontul evenimentelor“ (Event Horizon Telescope sau EHT), ce poate vedea detalii de 2,000 de ori mai precise decât telescopul spaţial Hubble. Folosind EHT, astronomii au putut măsura – pentru prima dată – raza unei găuri negre aflate în centrul unei galaxii îndepărtate.
Ambuteiajele cosmologice şi jeturile accelerate magnetic la viteze mari
Cu ajutorul lui EHT, astronomii au putut să surprindă pentru un scurt moment discul strălucitor de acreţie şi dâra masivă ce se întinde în afara orizontului evenimentelor.
Pe măsură ce materia legată gravitaţional se apropie din ce în ce mai mult de orizontul evenimentelor, rotirea sa face ca gaura neagră să se rotească ea însăşi. În acelaşi timp, gaura neagră strânge atât de multă materie, încât nu poate să o înghită pe toată dintr-o dată. Astfel, se creează un fel de ambuteiaj cosmologic, descris printr-o adunare foarte densă şi foarte rapidă de materiale care se rotesc în lumina strălucitoare care apare în afara orizontului evenimentelor.
De asemenea, acest telescop le-a permis astronomilor să constate că jetul de particule aruncat în afară din inima galaxiei provenea dintr-o regiune foarte apropiată de gaura neagră – o zonă de numai 5.5 ori mai mare decât dimensiunea (raza) estimată a orizontului evenimentelor acestei singularităţi cosmologice.
De fapt, prezenţa jetului este lucrul care demonstrează existenţa găurii negre. Obiectul foarte dens care este cauza acestui efect trebuie să ocupe un volum mic de spaţiu – mai mic decât regiunea sursei jetului. În alte cuvinte, o gaură neagră supermasivă.
Însăşi dâra este cauzată de câmpuri magnetice puternice. Acestea accelerează materialul fierbinte (şuvoaie dense de electroni şi alte particule subatomice) de-a lungul unor fascicule puternice deasupra discului de acreţie, rezultând un jet de mare viteză (lansat de gaura neagră) care este răspândit în galaxie de-a lungul a sute de mii de ani-lumină, la o viteză apropiată de cea a luminii (pentru a ne crea o imagine în ansamblu – Calea Lactee are 120,000 de ani-lumină în diametru). Se crede că aceste jeturi au o mare influenţă asupra proceselor galactice, precum viteza formării stelelor.
Cea mai mică orbită
Studiind traiectoria jetului, oamenii de ştiinţă speră să înţeleagă mai bine dinamica găurilor negre, într-o regiune în care gravitaţie este forţa dominantă. Şi da, EHT le va permite oamenilor de ştiinţă să confirme teoriile gravitaţionale ale lui Einstein. Mai exact, astronomii pot estima acum rata la care se roteşte o gaură neagră, prin măsurarea dimensiunii jetului în timp ce acesta părăseşte gaura neagră. Ei pot face acest lucru acum pentru că, pentru prima dată, pot măsura cea mai mică orbită aflată chiar în afara orizontului evenimentelor.
În ceea ce priveşte acţiunile viitoare, astronomii intenţionează să extindă reţeaua de radiotelescoape, adăugându-le şi pe cele din Chile, Europa, Mexic, Groenlanda şi Antarctica.
Puteţi citi tot studiul în revista Science.
Traducere realizată de Andreea Dogaru după this-high-resolution-image-of-a-supermassive-black-hole-is-the-most-spectacular-yet.
