Změny magnetického pole supermasivní černé díry M87 jsou podle nového výzkumu nečekaně dynamické a velké. Prokázal to výzkum pomocí virtuálního teleskopu, který vědci nedávno významně vylepšili.
„Neexistující dalekohled“ EHT pořídil nové snímky supermasivní černé díry, která leží v centru galaxie M87. Díky tomu, že už má kvalitní snímky – byť o něco méně – z minulých let, mohou astronomové ukázat, jestli se černé díry mění v čase. A pokud ano, tak jak.
Černá díra M87 leží asi 55 milionů světelných let od Země. A označit ji za supermasivní je od vědců více než výstižné, má totiž hmotnost šesti miliard Sluncí. Právě ona byla první černou dírou, na kterou se lidstvo podívalo: stalo se to roku 2019, také pomocí teleskopu EHT. Nové snímky ukazují, jak se mění magnetická pole poblíž její singularity.
„Pozoruhodné je, že zatímco velikost prstence zůstala v průběhu let konzistentní, což potvrzuje stín černé díry předpovězený Einsteinovou teorií, polarizační vzorec se výrazně mění,“ komentoval nové záběry astronom z Centra pro astrofyziku na Harvardově univerzitě a spoluautor nové studie Paul Tiede. „To nám říká, že magnetizované plazma vířící v blízkosti horizontu událostí není zdaleka statické; je dynamické a komplexní, což posouvá naše teoretické modely na hranici možností.“
Jak se měnila černá díra
Snímky z různých let ukazují, že mezi lety 2017 a 2021 se směr polarizace magnetického pole díry obrátil. V roce 2017 se zdálo, že se magnetická pole spirálovitě otáčejí jedním směrem, v roce 2018 se ustálila a v roce 2021 se obrátila a začala se otáčet opačným směrem. Některé z těchto zjevných změn ve směru rotace polarizace mohou být podle astrofyziků ovlivněné kombinací více vlivů.
Tyto změny naznačují, že kolem černé díry panuje vyvíjející se turbulentní prostředí, kde magnetická pole hrají zásadní roli v řízení toho, jak hmota padá do černé díry a jak se tam pohybuje energie. „Fakt, že se polarizační vzorec mezi lety 2017 a 2021 obrátil, byl zcela neočekávaný,“ uvedl spoluautor studie Jongho Park. „Zpochybňuje to naše modely a ukazuje, že v blízkosti horizontu událostí je ještě mnoho věcí, kterým úplně nerozumíme.“
Role „neexistujícího dalekohledu“ je klíčová
Kdyby někdo hledal dalekohled EHT na mapě Země, nenašel by ho. Virtuální teleskop vznikl propojením několika rádiových antén po celém světě pomocí techniky zvané interferometrie. A před rokem ho vědci významně vylepšili.
Pro získání snímků s vyšším rozlišením mají astronomové dvě možnosti – zvětšit vzdálenost mezi rádiovými anténami nebo pozorovat na vyšší frekvenci. Vzhledem k tomu, že EHT už je vlastně velký jako celá planeta, bylo jedinou možností rozšířit její frekvenční rozsah. A přesně to vědci udělali.
Je to poprvé, co se to podařilo. Změna nastavení byla ale nesmírně náročná – klíčem k úspěchu bylo zlepšit citlivost dalekohledu, což vědci dokázali jednak využitím citlivějších přístrojů a pak tím, že zkrátka počkali na ideální počasí na všech stanovištích.
Při loňském vylepšení pak vědci očekávali, že získají spoustu nových dat. „Rok co rok vylepšujeme EHT – přidáváme další dalekohledy a modernizujeme přístroje, přicházíme s novými nápady pro vědecký výzkum a novými algoritmy, abychom z dat získali co nejvíce,“ uvedli autoři studie. „V této studii se všechny tyto faktory pěkně spojily a přinesly nové vědecké výsledky, ale i nové otázky, které nás určitě budou zaměstnávat ještě mnoho let.“
