Det enda svarta hålet vi någonsin har sett har en skugga som vinglar

En simulering av ackretionsskivan i det supermassiva svarta hålet M87*. EHT / Hotaka Shiokawa

För över ett år sedan släppte forskare lös något otroligt på världen: den första bilden av ett svart hål som någonsin tagits . Genom att sätta samman radioastronomiobservationer gjorda med rätter över fyra kontinenter lyckades samarbetet som kallas Event Horizon Telescope kikar 53 miljoner ljusår bort och titta på ett supermassivt svart hål, som är 6,5 miljoner gånger solens massa och sitter i mitten av galaxen Messier 87 (M87). Den eldiga historiska bilden visade upp en ljus halvmåne av ultrahet gas och skräp som kretsar kring det svarta hålets händelsehorisont, den kolsvarta centrala punkten utan återvändo som fångar allt som går över, till och med ljus.

EHT-teamet hade precis gjort en av de mest imponerande prestationerna i astronomins historia, men detta var bara början. På onsdagen publicerade medlemmar av EHT-samarbetet nya rön i Astrofysisk tidskrift om M87:s supermassiva svarta hål (känd som M87*), avslöjar två nya stora insikter.

För det första förändras inte händelsehorisontens skuggdiameter över tiden, vilket är exakt vad Einsteins allmänna relativitetsteori förutspår för ett supermassivt svart hål av M87*s storlek. Den andra insikten är dock att den ljusa halvmånen som pryder denna skugga är långt ifrån stabil: den vinglar. Det finns så mycket turbulent materia kring M87* att det är vettigt att halvmånen skulle slockna och bli rörig. Men det faktum att vi kan se det över tid betyder att vi nu har en etablerad metod för att studera fysiken i en av de mest extrema typerna av miljö i hela universum.

Vi vill förstå fysiken under extrema förhållanden i närheten av ett svart hål och lära oss om hur det svarta hålet interagerar med materien i sin närmiljö, säger Maciek Wielgus, astronom vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics och huvudförfattaren. av den nya studien. Att studera dynamiken i ett svart håls halvmåneliknande utseende är ett sätt att undersöka denna fascinerande miljö.

Innan EHT hade forskare inte de känsliga verktyg som behövs för att studera de strukturella förändringar som ett svart hål går igenom. Det var som att se en film med 1-pixels upplösning, säger Wielgus. Du ser att ljusstyrkan förändras med tiden – uppenbarligen är något på gång där – men lycka till med att ta reda på vad filmen handlar om.

Event Horizon Telescope

De nya fynden gör inga nya observationer av M87*, utan karaktäriserar snarare skugghalvmånen genom en ny analys av data som samlats in från 2009 till 2013 under EHT:s tidiga dagar, kombinerat med 2017 datamängden som ledde till bilden av det svarta. hål i första hand. De äldre uppgifterna var mindre detaljerade på grund av mjukvarubegränsningar och mer begränsad hårdvara, men de sträckte sig över en längre tidsperiod. Under tiden bestod den nyare datamängden av bara fyra observationer av M87* under en vecka, men den var mycket rikare och mer nyanserad. Wielgus och hans team kunde använda detaljer från den nya informationen för att fylla i luckor i den gamla, eftersom du kan lägga till ett nytt korrigeringsfilter till ett gammalt foto för att göra det skarpare. Bam – de hade en högkvalitativ time-lapse på M87*, över tidsskalor som sträckte sig i flera veckor.

EHT bearbetar fortfarande 2018 års observationer och planerar att göra nya observationer av M87 nästa år, med totalt 10 teleskop. Dessa observationer, som kommer att involvera en djupare studie av halvmånen, kan avslöja nya insikter om ett svart håls spinn, styrkan på dess magnetiska fält och plasmamikrofysiken i den omgivande materien. I sin tur hoppas forskarna att dessa insikter kan vara en del av ett större arbete som löser mysteriet bakom några av de vildaste fenomen som är involverade i supermassiva svarta hål, som det som driver utstötningen av starkt joniserad materia från deras centrum.

Dölj