Teleskopas „Event Horizon“ atskleidė magnetinio lauko linijas aplink M87 centrinę juodąją skylę
2019 m. astronomai užfiksavo pirmąjį tiesioginį juodosios skylės vaizdą. Tai buvo supermasyvios juodosios skylės M87 širdyje vaizdas. Ir kai daugelis žmonių tai pamatė, jų reakcija buvo „tai viskas? Tai suprantama, turint omenyje, kad vaizdas yra tik neryškus, spurgos formos dėmė. Nėra daug į ką žiūrėti. Tačiau astronominis vaizdas yra nedidelė astronomų surinktų duomenų dalis. Neseniai buvo analizuojama daugiau šių duomenų, įskaitant šviesos poliarizaciją ir magnetinį lauką, supantį juodąją skylę.
Poliarizacija yra pagrindinė šviesos savybė, kaip ir bangos ilgis ar intensyvumas. Jei įsivaizduojate šviesą kaip bangą, kuri svyruoja eidama per erdvę, tada poliarizacija yra to svyravimo orientacija. Šviesos bangos gali svyruoti aukštyn ir žemyn, kairėn ir dešinėn, arba net spirale pagal laikrodžio rodyklę arba plečiasi. Kai šviesa sklinda iš karšto šaltinio, pvz., juodąją skylę supančios medžiagos, daug poliarizacijų susimaišo taip, kad šviesa iš esmės yra nepoliarizuota. Bet kai šviesa praeina per jonizuotas dujas, skirtingos poliarizacijos sąveikauja su dujomis stipriau arba silpniau. Dėl to Žemę pasiekianti šviesa yra poliarizuota. Tyrinėdami šviesos poliarizaciją šalia M87 juodosios skylės, galime sužinoti apie supančią medžiagą.
M51 (Hablo), padengtas 6 cm radijo intensyvumo kontūrais ir poliarizacijos vektoriais (Effelsberg ir VLA) Autorius: MPIfR Bonn
Radijo astronomijos atveju taip pat yra poliarizuotas šviesos šaltinis, žinomas kaip sinchrotroninė spinduliuotė. Tai atsitinka, kai elektronai yra įstrigę magnetinio lauko ir juda išilgai lauko linijų įtemptomis spiralėmis. Sichrotrono spinduliuotės poliarizacija parodo magnetinio lauko linijų orientaciją.
Šiame naujausiame darbe astronomai išmatavo šviesos poliarizaciją, pastebėtą šalia M87 juodosios skylės, ir nustatė, kad ji turi susisukusią spiralę. Tai šiek tiek tikimasi, nes žinome, kad juodoji skylė sukasi. Kaip tai daroma, jis tempia aplink save netoliese esančią erdvę. Bendras modelis rodo juodosios skylės gravitacinę struktūrą.
M87 juodosios skylės vaizdas su nurodyta poliarizacija. Kreditas: EHT Collaboration
Tačiau įdomu tai, kad buvo stebima didžioji dalis šviesosnėrapoliarizuotas. Tik apie 15% šviesos yra poliarizuota. Didžioji dalis šalia juodosios skylės sklindančios šviesos yra nepoliarizuota. Tai netikėta, nes jonizuotos dujos šalia juodosios skylės turėtų būti labai įmagnetintos, todėl tikėtume, kad mus pasiekianti šviesa bus stipriai poliarizuota. Taigi ką duoda?
Atrodo, kad dujos prie juodosios skylėsyraįmagnetintas, bet užuot turėjęs didelę ir paprastą magnetinę struktūrą, įmagnetinimas yra chaotiška smulkmena. Skalė, kurioje įmagnetinimas turi atsitiktinę orientaciją, yra mažesnė nei įvykių horizonto teleskopo skiriamoji geba. Taigi viskas išsilieja. Visos mažo masto poliarizacijos susilieja ir atrodo nepoliarizuotos.
Tokie rezultatai yra svarbūs, nes jie suteikia mums didžiulę įžvalgą apie medžiagą ir magnetinius laukus šalia juodųjų skylių. Kai suprasime daugiau, galėsime atlikti sudėtingus procesus, kurie sukuria aktyvias juodąsias skyles ir kaip jos sąveikauja su supančia galaktika. Visa ši informacija yra palaidota duomenyse, ir tai daugiau nei atrodo iš pirmo žvilgsnio.
Nuoroda:Akiyama, Kazunori ir kt. Pirmojo M87 įvykio horizonto teleskopo rezultatai. VII. Žiedo poliarizacija .Astrophysical Journal Letters910.1 (2021): L12.
Nuoroda:Akiyama, Kazunori ir kt. Pirmojo M87 įvykio horizonto teleskopo rezultatai. VIII. Magnetinio lauko struktūra šalia įvykių horizonto .Astrophysical Journal Letters910.1 (2021): L13.