Dzięki współpracy wielu zespołów obserwujących w 2018 roku centrum galaktyki M87 za pomocą teleskopów takich jak: Global Milimetr VLBI Array, ALMA oraz Teleskop Grenlandzki (GLT) na jednym zdjęciu astronomowie zarejestrowali jednocześnie cień supermasywnej czarnej dziury oraz emitowany z jej bezpośredniego otoczenia silny dżet materii. Nowe zdjęcie może dostarczyć zupełnie nowych informacji, które pozwolą ustalić mechanizm pozwalający czarnym dziurom wystrzeliwać tak silne strumienie materii w przestrzeń międzygalaktyczną. Jak dotąd astronomowie jedynie wiedzą, że dżety tego typu emitowane są z obszaru bezpośrednio otaczającego czarną dziurę. Nie wiadomo jednak w jaki sposób do tego dochodzi. Aby można było odpowiedzieć na to pytanie trzeba zaobserwować punkty znajdujące się możliwie najbliżej miejsca emisji dżetu, w bezpośrednim otoczeniu czarnej dziury.
Czytaj także: „Zobaczyliśmy to, co niewidzialne”. Oto pierwsze prawdziwe zdjęcie czarnej dziury
Opublikowane 26 kwietnia 2023 roku zdjęcie po raz pierwszy w historii pokazuje, w jaki sposób podstawa dżetu łączy się z materią krążącą wokół supermasywnej czarnej dziury, w tym przypadku znanej już nam czarnej dziury w centrum oddalonej od nas o 55 milionów lat świetlnych galaktyki spiralnej M87. Już wcześniej astronomowie obserwowali zarówno czarną dziurę, jak i sam dżet. Nigdy jednak te dwa obiekty nie znajdowały się na jednym zdjęciu. Dopiero teraz mamy szansę oglądać interakcje zachodzące na ich bezpośrednim styku.
To tu powstają dżety materii wystrzeliwane przez czarne dziury
Samej czarnej dziury nie widać, co jest jedną z jej podstawowych cech. Na szczęście zazwyczaj możemy obserwować materię, która opadając na czarną dziurę tworzy tzw. dysk akrecyjny, w którym materia rozgrzewa się do ogromnych temperatur i emituje światło. Znajdująca się w centrum tego dysku czarna dziura zakrzywia część opływającego ją światła tak, że jesteśmy w stanie zauważyć także tę część dysku, która znajduje się za nią.
Opublikowane dzisiaj zdjęcie przedstawia także obraz zarejestrowany w zakresie radiowym na dłuższych falach niż zdjęcie wykonane w 2017 roku przez Teleskop Horyzontu Zdarzeń. Nowe zdjęcie przedstawia fale o długości 3,5 mm, a EHT przedstawiał fale o długości 1,3 mm. To właśnie na tych falach widać miejsce w dysku otaczającym czarną dziurę, które jest odpowiedzialne za powstawanie dżetu. Co ciekawe, w zakresie promieniowania obserwowanym przez GMVA dysk materii otaczający czarną dziurę jest 50 proc. większy od tego, który obserwował Teleskop Horyzontu Zdarzeń. Okazuje się zatem, że na czarną dziurę opada więcej materii niż dotychczas uważano.
Wykonanie powyższego zdjęcia było możliwe tylko dzięki wykorzystaniu 14 radioteleskopów znajdujących się w Europie i Ameryce Północnej, radioteleskopu ALMA w Chile oraz Teleskopu Grenlandzkiego na dalekiej północy. Dzięki temu przy odpowiedniej konfiguracji Ziemi i obserwowanego obiektu można było wszystkie te urządzenia były rozstawione niemal na czterech krańcach Ziemi. Dzięki interferometrii możliwe było zsynchronizowanie wszystkich teleskopów tak, aby działały jak jeden wielki radioteleskop o średnicy naszej planety. Większego radioteleskopu w najbliższym czasie ludzkość nie będzie posiadała.