Kto obrócił pierwszą w historii sfotografowaną czarną dziurę w galaktyce M87? W ciągu roku coś się zmieniło

W 2019 roku międzynarodowy zespół astrofizyków zorganizował konferencję, na której całemu światu zaprezentował pierwszy w historii obraz otoczenia supermasywnej czarnej dziury. Obraz ten został stworzony za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń obserwującego w 2017 roku centrum galaktyki Messier 87. Co udało się zaobserwować? Na zdjęciu, czy też obrazie, widać cień horyzontu zdarzeń oraz jasny dysk akrecyjny otaczający czarną dziurę. Rok po przeprowadzeniu tych pionierskich obserwacji, naukowcy postanowili przyjrzeć się temu samemu obiektowi ponownie. Efekty tych obserwacji zaprezentowane teraz dowodzą tego, że cień czarnej dziury nie jest stały i bezustannie ulega zmianom.
Kto obrócił pierwszą w historii sfotografowaną czarną dziurę w galaktyce M87? W ciągu roku coś się zmieniło

Nowe zdjęcie supermasywnej czarnej dziury w centrum galaktyki M87 bazuje na obserwacjach prowadzonych za pomocą Teleskopu Horyzontu Zdarzeń (EHT) w kwietniu 2018 roku. Analiza danych z tego okresu przeprowadzona w oparciu o osiem różnych technik obrazowania i modelowania wykazała istotne zmiany w otoczeniu czarnej dziury. Pierwszą i najbardziej rzucającą się w oczy róznicą jest przesunięcie się najjaśniejszego punktu dysku akrecyjnego o około 30 stopni w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara względem lokalizacji na zdjęciu opierającym się o dane obserwacyjne z 2017 roku.

Przedstawiając nowe zdjęcie, naukowcy zwrócili uwagę na kilka istotnych faktów. Po pierwsze ponowne dostrzeżenie pierścienia w zupełnie nowych danych obserwacyjnych potwierdza, że faktycznie obserwujemy dysk akrecyjny zbudowany z materii krążącej wokół supermasywnej czarnej dziury. Co więcej, fakt niezmienności rozmiarów dysku potwierdza przewidywania opracowanej przez Alberta Einsteina ogólnej teorii względności.

Czytaj także: Supermasywna czarna dziura w M87 jeszcze wyraźniej. Naukowcy poprawili przełomowe zdjęcie

Będąca przedmiotem obserwacji supermasywna czarna dziura w centrum galaktyki M87 to obiekt o masie 6,5 miliarda mas Słońca oddalony od nas o 53,5 miliona lat świetlnych. Warto tutaj przypomnieć, że supermasywna czarna dziura w centrum naszej galaktyki, tj. Drogi Mlecznej ma masę nieco ponad 4 milionów mas Słońca, a więc jest wielokrotnie mniejsza od M87*. Podchodząc do ponownych obserwacji obiektu w kwietniu 2018 roku, astronomowie zakładali, że uda im się dostrzec przesunięcie najjaśniejszego punktu dysku. Zmiana ta miała być spowodowana bezustannymi zmianami zagęszczeń materii w krążącym wokół czarnej dziury dysku akrecyjnym.

Warto tutaj przypomnieć, że zdjęcia żadnej czarnej dziury nie bylibyśmy w stanie dostrzec, gdyby nie Teleskop Horyzontu Zdarzeń, który w rzeczywistości składa się z radioteleskopów tak rozstawionych na powierzchni Ziemi, że ich wspólne, prowadzone jednocześnie obserwacje umożliwiają takie złożenie danych obserwacyjnych, że uzyskujemy obraz porównywalny z jednym radioteleskopem, który miałby średnicę porównywalną ze średnicą całej Ziemi.

Czytaj także: Supermasywna czarna dziura M87 wytwarza pole magnetyczne. Po raz pierwszy to sfotografowano

Warto tutaj zwrócić uwagę na fakt, że w pierwszych obserwacjach w 2017 roku brała grupa trzech radioteleskopów. W ciągu kolejnych kilku miesięcy, jeszcze przed przeprowadzeniem obserwacji w kwietniu 2018 roku, do sieci włączono także radioteleskopy zlokalizowane na Grenlandii i w Meksyku. Dzięki temu udało się wypełnić pewne luki w teleskopie i uzyskać nieco precyzyjniejszy obraz. Co jednak ważne, kolejne obserwacje supermasywnej czarnej dziury w galaktyce M87 prowadzone były także w roku 2021 i 2022. Za każdym razem Teleskop Horyzontu Zdarzeń składał się z coraz większej liczby radioteleskopów. Można zatem założyć, że obrazy cienia supermasywnej czarnej dziury, który powstaną na bazie tych obserwacji, będą jeszcze dokładniejsze niż obecnie.