Naukowcy zmierzyli promień czarnej dziury
Naukowcom z Obserwatorium Haystack MIT udało się zmierzyć promień czarnej dziury, czyli minimalną odległość, na którą materia może się do niej zbliżyć, zanim zostanie bezpowrotnie wchłonięta.
Do przeprowadzenia tak precyzyjnego pomiaru naukowcy byli zmuszeni wykorzystać aż trzy teleskopy - z Hawajów, Arizony i Kalifornii. W ten sposób otrzymali narządzie mogące dostrzec szczegóły 2 tys. razy mniejsze od tych, obserwowanych przy pomocy Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Event Horizon Telescope (EHT), bo tak nazwano wirtualną maszynę, został skierowany w centrum galaktyki, oddalonej od Drogi Mlecznej o 50 mln lat świetlnych. Tam znajduje się supermasywna czarna dziura M87 o masie 6 mld Słońc.
Ale szczególną uwagę naukowców zwrócił blask materii zlokalizowanej w pobliżu krawędzi czarnej dziury, czyli horyzontu zdarzeń. Jest to sfera otaczająca ten niezwykły obiekt, po przekroczeniu której prędkość ucieczki materii musiałaby być większa od prędkości światła. Innymi słowy - nic nie jest w stanie opuścić tego obszaru, nawet światło. - To takie drzwi wyjściowe z naszego wszechświata. Przekraczasz je i już nigdy nie wracasz - obrazowo wyjaśnia Shep Doeleman z Obserwatorium Haystack MIT, współpracownik naukowy Smithsonian Astrophysical Observatory.
Na krawędzie czarnej dziury grawitacja jest tak potężna, że ściąga wszystko z otoczenia. Jednakże nie wszystko ulega natychmiastowemu wchłonięciu, przez co tworzy się coś na kształt kosmicznego korka. Ogromne ilości nagromadzonego w ten sposób gazu i pyłu tworzą dysk akrecyjny, który orbituje wokół czarnej dziury z prędkością bliską prędkości światła. Z biegiem czasu może to doprowadzić do wirowania samej czarnej dziury - w tym samym kierunku, co orbitująca materia. Całe to zjawisko ma jeszcze jedną ciekawą konsekwencję - dżety. Są to rozbłyski wysokoenergetycznych cząstek, których szerokość sięga setek tysięcy lat świetlnych. Zgromadzona w nich energia jest tak potężna, że może przyśpieszać formowanie nowych gwiazd.
Trajektorie takich dżetów umożliwiają naukowcom badanie dynamiki czarnych dziur. A masa i ruch tych obiektów pozwalają z kolei na określenie minimalnej odległości, po której materia może wokół nich krążyć, zanim stanie się niestabilna i przekroczy granicę horyzontu zdarzeń. A z racji tego, że dżet wyemitowany przez czarną dziurę M87 pochodził z jej najmniejszej orbity, naukowcy mogli określić jej spin (wewnętrzny moment pędu).
Stosując technikę o nazwie Very Long Baseline Interferometry, naukowcy zmierzyli najmniejszą z orbit dysku akrecyjnego obserwowanej czarnej dziury. Okazało się, że jest ok 5,5 razy większy od horyzontu zdarzeń. A taka wielkość sugeruje, że dysk i czarna dziura wirują w tym samym kierunku. Jest to pierwsza bezpośrednia obserwacja potwierdzająca teorię o emitowaniu dżetów przez czarne dziury z centrów galaktyk.
Ten sam zespół chce w przyszłości rozszerzyć swoje badania, dodając kolejne radioteleskopy - z Chile, Europy, Meksyku, Grenlandii i Arktyki. W ten sposób uda się otrzymać bardziej szczegółowe zdjęcia tych niezwykłych obiektów.
