Nowe odkrycie dotyczące supermasywnej czarnej dziury w Drodze Mlecznej

Naukowcy wykryli „gorącą plamę” na orbicie wokół supermasywnej czarnej dziury Sagittarius A* w centrum naszej galaktyki. Dokonał tego zespół naukowców kierowany m.in. przez dr. inż. Macieja Wielgusa – polskiego astronoma, absolwenta Politechniki Warszawskiej.

– Sądzimy, że patrzymy na gorący bąbel gazu, kręcący się wokół Sagittariusa A* na orbicie podobnej rozmiarem do orbity, jaką ma planeta Merkury, ale dokonujący pełnego okrążenia zaledwie w około 70 minut – wskazuje dr Wielgus w rozmowie z serwisem PAP – Nauka w Polsce. – To wymaga oszałamiającej prędkości, wynoszącej około 30 procent prędkości światła!

Dr Wielgus pracuje w Max Planck Institute for Radio Astronomy w Bonn (Niemcy). Naukowiec jest absolwentem studiów magisterskich z automatyki i robotyki na Wydziale Mechatroniki Politechniki Warszawskiej. W 2016 roku w Instytucie Mikromechaniki i Fotoniki Wydziału Mechatroniki PW obronił swoją pracę doktorską.

Obserwacje prowadzące do odkrycia „gorącej plamy” prowadzone były siecią radioteleskopów Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), znajdującą się w Chile.

ALMA prowadziła obserwacje w ramach projektu o nazwie Teleskop Horyzontu Zdarzeń (ang. Event Horizon Telescope, EHT), którego celem jest uzyskiwanie obrazów czarnych dziur. Do tej pory udało się to w dwóch przypadkach supermasywnych czarnych dziur: w galaktyce M87 (wyniki ogłoszono w kwietniu 2019 roku) oraz w centrum Drogi Mlecznej (obiekt Sagittarius A*), o czym poinformowano w maju 2022 roku.

Dr Wielgus i jego współpracownicy wykorzystywali dane z ALMA do kalibracji danych EHT, ale w pomiarach znaleźli coś więcej. Los sprawił, że część obserwacji wykonano krótko po wybuchu (rozbłysku) promieniowania X, wyemitowanego z centrum naszej galaktyki, a dostrzeżonego przez Kosmiczny Teleskop Chandra należący do NASA. Naukowcy sądzą, że ten rodzaj rozbłysków ma związek z tzw. gorącymi plamami, czyli bąblami gorącego gazu, które krążą bardzo szybko i bardzo blisko czarnej dziury.

Jak wskazuje dr Wielgus, tego typu rozbłyski były do tej pory wyraźnie widoczne jedynie w podczerwonych i rentgenowskich obserwacjach źródła Sagittarius A*. Teraz mamy natomiast do czynienia z obserwacjami radiowymi.

Grupa badawcza sądzi, że gorące plamy obserwowane w obu przypadkach są manifestacją tego samego zjawiska. Gdy gorąca plama, która emituje w podczerwieni, ochładza się, staje się dostrzegalna na falach dłuższych, czyli falach radiowych.

Odkrycie to mocny dowód na magnetyczne pochodzenie takich rozbłysków. Naukowcy już wcześniej podejrzewali, że rozbłyski te mogą pochodzić od interakcji magnetycznych w bardzo gorącym gazie, krążącym bardzo blisko Sagittariusa A*. Nowe dane obserwacyjne będą bardzo pomocne w analizach teoretycznych i dają wskazówki na temat geometrii całego procesu.

Wyniki badań opisano w publikacji „Orbital motion near Sagittarius A∗. Constraints from polarimetric ALMA observations”, która ukazała się w czasopiśmie naukowym „Astronomy & Astrophysics”.

Źródło: naukawpolsce.pl