A csillagászok most először készítettek felvételt a Tejútrendszer szívében lévő szupernagy tömegű fekete lyukat, a Sagittarius A*-ot (Sgr A*) körülvevő polarizált fényről, illetve mágneses mezőről.
A mérést az Eseményhorizont Távcső (Event Horizon Telescope, EHT) készítette, és a felvételen látszik, hogy a Sgr A*-ot a korábban vizsgált, M87 nevű galaxis közepében lévő fekete lyukéhoz (M87*) hasonló módon veszik körül a mágneses tér erővonalai. Ez a felfedezés meglepő, hiszen az M87* jóval nagyobb tömegű (6,5 milliárd naptömeg), mint a Sgr A* (4,3 millió naptömeg). Éppen ezért az Eseményhorizont Távcső legújabb eredménye arra utal, hogy a fekete lyukak környezetében gyakran van jelen erős és szabályos szerkezetű mágneses tér. Emellett, mivel az M87* esetén a mágneses tér hatására a fekete lyuk pólusai mentén a töltött részecskék nagy energiával lövellnek ki, feltételezhető, hogy a Sgr A*-nak is megvan a maga rejtett, halvány részecskenyalábja.
Az új eredményről a kutatást közlő tanulmány társszerzője, Sara Issaoun a következőket mondta:
„Ez az új felvétel felvillantja előttünk a Tejútrendszer közepén található Sgr A* fekete lyuk rendezett, csavart formájú, erős mágneses terét. Úgy gondoljuk, hogy a mágneses tér meghatározó szerepet játszik a fekete lyukak pólusai mentén kilövellő jet kialakításában. Emellett az a tény, hogy a Sgr A*-nál több nagyságrenddel nagyobb tömegű M87* is hasonló struktúrájú, felfedi előttünk, hogy a fekete lyukak erős mágneses tere nagy hatással van a környezetükben található anyagra.”
A két fekete lyuk mágneses terének meglepő hasonlósága
2017-ben a kifejezetten erre a célra épített Eseményhorizont Távcső elsőként készített felvételt egy fekete lyukról, illetve a környezetéről. Első célpontjául a viszonylag közeli, M87 nevű galaxis központi fekete lyukát választotta, amely Földünktől 53,5 millió fényévre található. Két évvel később az EHT csapata felfedte a publikum előtt, hogy a fekete lyuk környezetében sikerült polarizált fényt is detektálniuk. Ez lehetővé tette a kutatók számára, hogy elsőként vizsgálják egy fekete lyuk környezetében a mágneses tér szerkezetét. Később, 2022-ben az Eseményhorizont Távcsőnek sikerült képet alkotnia a Tejútrendszer közepében található és éppen ezért hozzánk jóval közelebb, mintegy 27 000 fényévre elhelyezkedő Sgr A*-ról is. Nemrégiben pedig sikerült a Sgr A* mágneses terét az M87*-éhoz hasonló módon mintavételezni.
Az Eseményhorizont Távcső első képe a Tejútrendszer központi fekete lyukáról. (Forrás: EHT Collaboration.)„A polarizált fény felfedi előttünk a fekete lyuk mágneses terének szerkezetét és azokat a folyamatokat, amelyek egy táplálkozó fekete lyuk környezetében zajlanak.” – nyilatkozott Issaoun. „Tekintve, hogy a mérés milyen sok kihívást tartogatott, őszintén meglepődtünk azon, hogy sikerült polarizált fényt detektálni Tejútrendszerünk központi fekete lyukából.”
A Sgr A* vizsgálatának nehézségét az okozza, hogy bár ez a fekete lyuk jóval közelebb van a Földhöz, mint az M87*, nagyságrendekkel kisebb a mérete. Ezen a nehezítésen felülemelkedve az új felvételek birtokában most lehetőség nyílt arra, hogy összehasonlítsuk két, igencsak különböző tömegű fekete lyuk tulajdonságait.
Az első észrevétel velük kapcsolatban, hogy a két fekete lyuk mágneses tere meglehetősen hasonlónak tűnik. Ez a hasonlóság meglepő, tekintve, hogy az M87* és a Sgr A* sok egyéb tulajdonságában eltér egymástól: a különlegesnek számító M87* a maga 6 milliárd naptömegével egy óriás elliptikus galaxis szívében kapott helyet, és olyan erős aktivitás jellemzi, hogy a belőle kiáramló jet minden hullámhosszon látszik. Ezzel ellentétben a spirális szerkezetű Tejútrendszer közepén lévő, a Napunknál nagyjából 4 milliószor nagyobb tömegű Sgr A* átlagosnak bizonyul, és látszólag nem mutat jethez hasonló struktúrát. Ezek alapján a kutatók a mérés elvégzése előtt arra számítottak, hogy a két fekete lyuk mágneses tere is eltér majd egymástól, talán olyan formában, hogy az egyik objektum mágneses tere rendezett és erős, a másiké pedig rendezetlen és gyenge. Ezzel szemben azonban a mérések azt mutatták, hogy a két fekete lyuk mágneses tere és azok szerkezete igencsak hasonló. Ez arra utal, hogy további mérésekkel talán egyéb, eddig meg nem figyelt jellegzetességeket tárhatunk fel a Tejútrendszer szívében dobogó fekete lyukkal kapcsolatban.
Az egyik ilyen jellegzetesség például a Sgr A* rejtett jetjének detektálása lenne. Jelenleg ezt a nyalábot még semmilyen műszerrel nem sikerült kimutatni. Ez nem is meglepő, hiszen a Tejútrendszer központi fekete lyuka nem annyira aktív, mint a rengeteg gázt és port bekebelező M87*, hanem táplálkozási üteme olyasmihez hasonlítható, mint amikor egy ember egymillió év alatt megeszik egy rizsszemet. Jetet márpedig az aktív galaxismagok bocsátanak ki, legalábbis jelenlegi tudomásunk szerint. A mágneses terek hasonlósága viszont arra utal, hogy talán a Tejútrendszer központi fekete lyuka is bocsát ki részecskenyalábot, csak esetleg kevésbé látványos formában.
Az itt leírt eredményekről szóló tanulmányt a kutatócsoport az Astrophysical Journal Letters nevű szaklapban tette közzé.
A cikk forrása: https://www.space.com/black-hole-milky-way-new-image-hidden-feature