„To nevypadá správně“: Vědci náhodně měří Ultrahot Ring kolem černé díry pomocí vzácné techniky „dvojitého zoomu“
Černé otvory mohou být neviditelné, ale jejich okolí není – a poprvé astronomové přímo změřili přehřáté „koronu“ obklopující jeden z těchto kosmických obrů.
Supermassive Black Hole, RX J1131, se nachází asi 6 miliard světelných let od Země a otočí se při více než polovině rychlosti světla. Zatímco samotné monstrum zůstává skrytá, hraje se na nedaleký plyn a prach, zahřívá ho na miliony stupňů a planoucí jako kvasar – jeden z nejjasnějších předmětů ve vesmíru. Jeho korunahalo přehřátého plynu, zahrnuje asi 50 astronomických jednotek o velikosti našeho sluneční soustava.
Toto měření bylo umožněno vzácným kosmickým zarovnáním, kde galaxie v popředí, zhruba 4 miliardy světelných let od Země, a jeho hvězdy fungovaly jako dvě naskládané zvětšovací brýle a vytvořily „dvojitý zoom“, který zkřešil pohled na bezprostřední okolí černé díry.
„Toto je poprvé, kdy bylo takové měření provedeno,“ Matthew RybakVedoucí výzkumník na Leiden University v Nizozemsku, který vedl studii, řekl Live Science. „V zásadě jsme našli nový způsob, jak se podívat na to, co se děje velmi blízko černá díra“
Výsledky, podrobné v a předvolek Brzy se objeví v časopise Astronomie & Astrofyzika, poskytnout nový nástroj pro zkoumání extrémních prostředí kolem černých děr na stupnicích příliš malých na to, aby se vyřešily i ty nejlepší dalekohledy.
„To nevypadá dobře“
Galaxie v popředí je tak masivní, že její obrovská gravitace ohýbá a zvětšuje světlo RX J1131 a vytváří čtyři odlišné obrazy kvasarů prostřednictvím jevu známého jako jako Silné gravitační čočky. Když Rybakův tým opětovně reanalyzoval desetiletá data shromážděná rozhlasovým dalekohledem Atacama velkým milimetrem/submillimetrem (ALMA) v Chile, všimli si drobných blikání v jasu těchto obrázků.
„Během několika dnů od pohledu na data jsme si uvědomili:„ Dobře, to nevypadá dobře, “vzpomněl si Rybak. „Není to ani moje hlavní oblast výzkumu, ale stalo se to jako projekt pro domácí zvířata, který jsme pokračovali v pronásledování.“
Pokud by zdroj těchto variací pocházel ze samotné černé díry, všechny obrázky by se rozjasnily a zamalovaly dohromady. Následná pozorování v roce 2022, pořízená jen jeden den od sebe, však odhalila, že obrazy blikaly nezávisle na sobě.
„To je kuřácká zbraň – musí to být něco na cestě,“ řekl Rybak.
To je „něco“ mikrocingTam, kde jednotlivé hvězdy v popředí galaxie fungují jako malé čočky, krátce zvětšují různé části Quasarovy korony. Protože je Corona tak kompaktní, tyto malé amplifikace vytvořily nezávislé blikání pozorované na obrázcích, autoři poznamenali v nové studii.
„Viděli jsme toto blikání v datech, které jsme nemohli vysvětlit jiným způsobem,“ řekl Rybak Live Science. Analýzou těchto blikání se tým přímo změřil, poprvé, šířku solárního systému korony-transformuje jinak obyčejného kvasar na jedinečnou kosmickou laboratoř.
Nové okno do černých děr
Kromě umožnění vědcům mapovat Coronu nabízí nové měření potenciální okno do magnetických polí obklopujících černé díry, vědci poznamenali ve studii.
Předchozí výzkum ukázal, že silná magnetická pole regulovat Kolik plynu spadá a kolik se v podstatě vyloučí Ovládání toho, jak černé díry v průběhu času rostou. Je nesmírně obtížné měřit tato pole přímo, ale teoretické modely naznačují a propojení mezi emisemi milimetrových vln korony -Světlo, které pochází z rychle se pohybujících elektronů spirály magnetické pole Čáry-jeho velikost a síla magnetického pole.
„Pochopení toho, jak tyto černé díry rostou, je hlavním potenciálem,“ řekl Rybak.
Toto měření je obzvláště pozoruhodné, protože světlo milimetrů vln bylo dříve považováno za do značné míry statické, dokonce i v průběhu měsíců nebo let. „Ale to byl jeden z těch okamžiků, když si uvědomíte:„ Ne, věci se mění a hodně se mění, “řekl Rybak.
Pro sledování a porovnání milimetrového záření na různých vlnových délkách, tým také plánuje shromažďovat další údaje z NASARentgenová observatoř Chandra, jediný rentgenový dalekohled s dostatečným prostorovým rozlišením pro zachycení takových drobných, objektivných prvků. Nicméně, kvůli významné navrhované škrty rozpočtu To přitahovalo silný odpor z vědecké komunity, 26letý vlajkový dalekohled pravděpodobně nebude pokračovat v těchto pozorováních.
Budoucí pokrok se místo toho bude pravděpodobně spoléhat na Almu, která se rozšiřuje na pásky s nižšími frekvencemi pokrývajícími vlnové délky, kde koronas černé díry září nejjasnější.
Doplňující Alma, The Observatoř Vera C. Rubin bude vyniknout při optickém zobrazování s vysokým rozlišením, standardní metodou objevování čočkových kvasarů, jako je RX J1131. Dalekohled, jehož první obrázky byly odhaleny v červnu, očekává se, že odhalí tisíce těchto systémů a umožní astronomům studovat optické blikání s bezprecedentní přesností. „Rubin by byl revolučním nástrojem k tomu,“ řekl Rybak.
Se stále citlivějšími dalekohledy astronomové teprve začínají zkoumat množství zdrojů, které blikají přes oblohu milimetrů vln.
„Za vzrušující část je věci, o kterých ještě nevíme,“ řekl Rybak.
