Naukowcy wyjaśnili, dlaczego wyrzuty niektórych gigantycznych czarnych dziur poruszają się z prędkością ponadświetlną - „tańczą”, kołysząc się w różnych kierunkach, zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Astronomy & Astrophysics.
„Mamy teraz powody, by sądzić, że powierzchnia dysku akrecyjnego czarnej dziury zachowuje się jak Słońce - składa się z gorącego gazu, w którym nieustannie zachodzą różne procesy magnetyczne, w tym ponowne połączenie linii sił i rozbłysków. Globalne pole magnetyczne tego dysku napędza ruch i kształt emisji czarnych dziur”- mówi Christian Fendt z Instytutu Radioastronomii w Bonn w Niemczech.
Supermasywne czarne dziury istnieją w centrum prawie każdej galaktyki. W przeciwieństwie do czarnych dziur, które pojawiają się podczas zapadania się gwiazd, ich masa jest kilka milionów razy większa od masy Słońca. Okresowo absorbują gwiazdy, inne ciała niebieskie i gaz oraz wyrzucają część przechwyconej materii w postaci dżetów - wiązek rozgrzanej plazmy poruszających się z prędkością bliską prędkości światła.
Pierwsze obserwacje takich wyrzutów wskazywały na niemożliwe - prędkość ruchu materii w różnych częściach dżetów mogła się diametralnie zmieniać, a niekiedy przekraczać prędkość światła. To odkrycie skłoniło naukowców do zastanowienia się, w jaki sposób powstają takie wiązki materii i dlaczego poruszają się w taki sposób, że wydaje się to naruszeniem praw fizyki.
Fendt i jego koledzy dowiedzieli się, jak to się dzieje, obserwując jedną z największych i najbliższych nam supermasywnych czarnych dziur, znajdującą się w galaktyce M87 w konstelacji Panny. Jest odległa od nas tylko o 54 miliony lat świetlnych, dzięki czemu strumień czarnej dziury, odkrytej prawie sto lat temu, jest dobrze widoczny nawet dla najprostszych teleskopów.
Sieć radioteleskopów VLBA, która połączyła dziesiątki najpotężniejszych astronomicznych anten radiowych, pomogła naukowcom zrobić zdjęcia "nóg" dżetu i zbliżyć się do niego na odległość około siedmiokrotnie mniejszą niż rozmiar Układu Słonecznego.
Po przeanalizowaniu setek zdjęć niemieccy astronomowie odkryli, że dżet „tańczył” - jego podstawa nieustannie się kołysała, a strumienie materii otrzymywały dodatkowe przyspieszenie pod wpływem pól magnetycznych, które istniały w niewielkiej odległości od horyzontu zdarzeń czarnej dziury w centrum M87.
Te fluktuacje, jak wyjaśniają naukowcy, sprawiły, że uwierzyliśmy, że przepływ porusza się z prędkością większą niż światło, ponieważ materia okresowo okazywała się ułożona nie w linii prostej, ale skręcona w coś w rodzaju spirali.
Film promocyjny:
Źródłem tych pól, jak sugerują naukowcy, jest tak zwany dysk akrecyjny - „pączek” gorącego gazu i materii naziemnej gwiazd i planet, otaczający czarną dziurę. W nim, zdaniem Fendta i jego współpracowników, występują silne pola magnetyczne, których oddziaływanie wpływa na dżet, a nawet uczestniczy w jego tworzeniu, „przenosząc” punkt, w którym znajduje się podstawa wyrzutu czarnej dziury.
Wszystko to, jak zauważają naukowcy, w pewien sposób powoduje emisje czarnych dziur i naszego Słońca, rozbłyski i plamy na powierzchni których rodzą się w podobny sposób. Czy rzeczywiście tak jest, astronomowie planują sprawdzić w najbliższej przyszłości, kiedy uczestnicy projektu Event Horizon Telescope dekodują bardziej szczegółowe obrazy rdzenia M87, uzyskane na początku kwietnia.