Cień czarnej dziury rzucany na otaczającą ją gorącą materię (dysk). Foto: EHT.

Podobnie jak z falami grawitacyjnymi 2 lata temu, stało się. Zobaczyliśmy jako ludzkość “cień” czarnej dziury. A tak naprawdę, rejon z którego nie ucieknie nawet światło – prędkość ucieczki z potencjału grawitacyjnego przekracza prędkość światła co sprawia, że nawet fotony są uwięzione w tym polu.

Pomocny był tu wielki interferometr złożony z kilku instrumentów – Event Horizon Telescope. Już sama nazwa (teleskop horyzontu zdarzeń) sugeruje po co został stworzony. I właśnie to osiągnął! Możemy się zastanawiać, czy każde odkrycie naukowe jest równej wagi. Ale tutaj to waga zdecydowanie ciężka.

Czarna dziura od pewnej odległości od niej (zależy to jeszcze od krętu, zatem i kształtu ergosfery) wciąga wszystko co podejdzie zbyt blisko – zupełnie jak wchodząc na klepisko udeptane latami przez zdenerwowanego psa możemy być pewni że nie wyjdziemy zeń z całymi nogawkami. Granicą klepiska (zależną od długości łańcucha) jest właśnie horyzont zdarzeń.

Zestawianie instrumentów wchodzących w skład EHT i ich położeń geograficznych. Ewan O’Sullivan; Iztok Boncina/ESO; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), C. Padilla; Sean Goebel; Joint Astronomy Centre; Sean Goebel.

Każdy z teleskopów wchodzących w skład EHT mógłby być znakomitym instrumentem sam w sobie. Ale razem od kilkunastu miesięcy tworzą sieć której mozliwości – zwłaszcza w dziedzinie rozdzielczości – powalają. Jest to interferometr – ale nie tylko radiowy ale podczerwony i optyczny. Jego zdolność rozróżniania źródeł jest większa niż radiowego o czynnik rzędu miliona.

To powoduje, że sięgamy ze swoją rozdzielczością jeszcze głębiej w Kosmos. Widzimy ostrzej. Jak Hubble przeszedł metamorfozę gdy mu założyli płytę korygującą wpadające światło tak EHT jest Hubblem do sześcianu. I jest na Ziemi. Jedyne z czym trzeba się uporać jest iście kosmiczna ilość danych – oraz potrzeba ich skorelowania.

Polega to na uzgodnieniu, które fronty fal kiedy docierały do każdego z instrumentów w sieci. Bo przecież Ziemia na której ta sieć została rozmieszczona ma pewien rozmiar! Gdyby to był Jowisz – te różnice byłyby większe. Ale dla drgań wektora falowego docierających fotonów Ziemia i tak jest duża. Gdy się to poustala (czyli właśnie skoreluje) mamy w ręku potwornie czuły i potężny instrument – EHT.

Obszary poszukiwania cieni czarnych dziur przez EHT. Na osi pionowej jasność, na poziomej – rozdzielczość. Czerwonym owalem zaznaczone pierwsze cele dla EHT, w różowym trójkątnym polu – cele kampanii poszukiwawczej z 2017 roku. Kolejne cele zostaną wybrane po wystrzeleniu na orbitę ziemską radioteleskopów, zwiększających bazę interferometru EHT. Źródło: EHT.

To co czarną dziurę otacza (czyli np. gorący gaz) nadal widać. Zatem niektórzy mówią, że czarna dziura rzuca cień na otaczającą materię – przesłania ją swoją strefą z której nic nie ucieknie. Ta otaczająca materia okrąża czarną dziurę z okresem zależnym od jej masy a zatem i rozmiaru. Czasem jest to kilka minut a dla tej supermasywnej w M87 (czyli galaktyce z katalogu Messiera o numerze porządkowym 87) – kilka godzin. Czyli dziura ma rozmiar porównywalny z Układem Słonecznym.

Odkrycie zaprezentowała światu Pani Feyral Ozel z Uniwersytetu w Arizonie, współpracownik EHT. Jest sporo pytań które nadal czekają na odpowiedź: jaka jest rola pola magnetycznego w tworzeniu strug (jetów)? Wszak strugi poruszają sie z prędkością niemal równa prędkości światła. Czarne dziury sa jak kosmiczna proca – wypuszczają tylko najprędzej poruszające się obiekty, reszta zostaje. To sprawia, że ten pies na klepisku jest tak wściekły że tylko najszybciej poruszający się biegacze mogą mu umknąć bez bycia potraktowanym jak intruzi. Rolę tych szybkich biegaczy pełnią właśnie jety.

Do zobaczenia na szlaku!

Doktorek