Od dziesięcioleci rejon wokół supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* przyciąga uwagę naukowców jak kosmiczny magnes. Teraz, dzięki nowo wykrytemu sygnałowi, to galaktyczne centrum może stać się naturalnym laboratorium. Miejsce, gdzie grawitacja osiąga niewyobrażalne wartości, oferuje unikalną szansę na weryfikację jednej z filarów współczesnej fizyki.
Niezwykłe źródło promieniowania w sercu naszej galaktyki
Co wyróżnia ten konkretny sygnał radiowy na tle tysięcy innych? Jego specyficzne właściwości oraz pochodzenie. Źródło emisji znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie czarnej dziury o masie sięgającej czterech milionów mas Słońca. To środowisko o potężnym polu grawitacyjnym, niemożliwym do odtworzenia w jakimkolwiek ziemskim eksperymencie. Właśnie ta lokalizacja nadaje sygnałowi szczególną wartość naukową, czyniąc go potencjalnym narzędziem pomiarowym.
Sygnał wypatrzono w ramach jednego z najbardziej czułych przeglądów radiowych centrum Galaktyki – projektu prowadzonego w ramach programu Breakthrough Listen. Zespół opisał kandydata na pulsara, wciąż niepotwierdzonego, co w astronomii bywa ważnym zastrzeżeniem, a jednocześnie udostępnia duże zestawy danych, by inni mogli spróbować to potwierdzić lub podważyć. To przyspiesza naukę: im więcej niezależnych analiz, tym szybciej wiadomo, czy trafiliśmy na złoto, czy na bardzo sprytną iluzję obserwacyjną
Unikalne kosmiczne laboratorium dla teorii względności
Ogólna teoria względności Alberta Einsteina od ponad wieku z powodzeniem opisuje zjawiska grawitacyjne. Przewiduje ona, że ekstremalna grawitacja powinna wpływać na właściwości fal elektromagnetycznych, w tym na ich propagację. Sygnał podróżujący z centrum Galaktyki do naszych teleskopów przemierza obszary o różnej sile przyciągania. Naukowcy zamierzają przeanalizować subtelne zmiany w jego częstotliwości, opóźnieniach czasowych czy polaryzacji, szukając śladów zgodnych z przewidywaniami teorii.
Tu wchodzi supermoc pulsarów: ich impulsy działają jak kosmiczny metronom. Jeśli taki obiekt krążyłby wokół czarnej dziury, to każda jego porcja fal radiowych musiałaby przejść przez grawitacyjny krajobraz, który zostawia w sygnale ledwo uchwytne odciski palców. W praktyce można szukać m.in. efektów związanych z zakrzywieniem czasoprzestrzeni i opóźnieniami sygnału, gdy fala przechodzi bliżej masywnego obiektu, a także zmian wynikających z ruchu źródła i silnych pól w jego otoczeniu. Właśnie dlatego pulsar przy Sagittarius A* jest od lat świętym Graalem radioastronomii: pozwoliłby testować teorię względności w reżimie grawitacji najsilniejszej, z jaką mamy dostęp obserwacyjny.
To niezwykle precyzyjne zadanie. Każda, nawet najmniejsza, rozbieżność między pomiarami a modelem matematycznym byłaby sensacją. Trzeba jednak przyznać, że sama możliwość przeprowadzenia takiego testu w naturalnych, kosmicznych warunkach jest już sporym osiągnięciem. Nawet jeśli teoria Einsteina wyjdzie z tego zwycięsko, zyskamy bezprecedensowe dane o zachowaniu materii i energii w skrajnych warunkach.
Co nowe odkrycie oznacza dla przyszłości astrofizyki?
Oprócz testów teorii względności, długoterminowa obserwacja tego sygnału pozwoli lepiej zrozumieć procesy fizyczne zachodzące wokół supermasywnych czarnych dziur. Astronomowie planują wykorzystać największe radioteleskopy świata do stałego monitorowania źródła. Pozwoli to nie tylko na udoskonalenie modeli opisujących ekstremalne stany materii, ale także poszerzy naszą wiedzę o dynamice centrum Galaktyki.
Jeśli kandydat okaże się prawdziwym pulsarem, otworzy to też drogę do mapowania niewidocznej materii w centrum Galaktyki. Pulsary są jak sondy: ich sygnał prześwietla przestrzeń między nimi a nami, ujawniając własności ośrodka, gęstość elektronów, turbulencje plazmy, pola magnetyczne. W rejonie Sagittarius A* może to pomóc odpowiedzieć na pytania o to, jak materia wpada do czarnej dziury, jak wyglądają przepływy i jak często w jej otoczeniu dochodzi do gwałtownych zdarzeń energetycznych.
Odkrycie przypomina, jak wiele tajemnic wciąż skrywa nasze najbliższe kosmiczne sąsiedztwo. Każdy nowy, niezwykły sygnał to kolejne okno na procesy, które pozostają poza zasięgiem laboratoryjnych eksperymentów. Perspektywa jest więc wyraźnie pozytywna, choć warto patrzeć na nią bez przesadnego entuzjazmu. Ostateczne wyniki badań mogą pojawić się dopiero za jakiś czas, a ich interpretacja z pewnością wywoła naukowe dyskusje. Niezależnie od wyniku, to kolejny krok w poznawaniu fundamentalnych zasad rządzących wszechświatem.