Χρησιμοποιώντας το Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων (EHT) αστρονόμοι εντόπισαν μια κοσμική «φλόγα» μήκους 3,000 ετών φωτός πίσω στην πηγή της, τη γιγάντια μαύρη τρύπα M87* που έγινε διάσημη αφού είναι η πρώτη μαύρη τρύπα που απεικονίστηκε με απευθείας φωτογράφηση από την ανθρωπότητα.
Το επίτευγμα αυτό θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα τι δημιουργεί αυτούς τους ισχυρούς πίδακες φορτισμένων σωματιδίων που κινούνται με ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός.
Η M87* βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία Μεσιέ 87 (M87) σε απόσταση περίπου 55 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Η ιστορική φωτογραφία αυτής της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας, με μάζα ίση με 6,5 δισεκατομμύρια Ήλιους, καταγράφηκε από το EHT το 2017 και δόθηκε στη δημοσιότητα τον Απρίλιο του 2019.
Όχι μόνο είναι πολύ πιο μαζική από τη μαύρη τρύπα στο κέντρο του γαλαξία μας, τον Τοξότη A* που έχει μάζα περίπου 4 εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου αλλά είναι και ενεργή. Αυτό σημαίνει ότι καταβροχθίζει αχόρταγα το γύρω αέριο και τη σκόνη ενώ ταυτόχρονα εκτοξεύει ισχυρούς πίδακες από τους πόλους της. Ωστόσο η ακριβής προέλευση αυτών των πιδάκων γύρω από τον κεντρικό «κινητήρα» της μαύρης τρύπας και ο μηχανισμός που τους τροφοδοτεί παραμένουν σε μεγάλο βαθμό άγνωστα.
Η τεχνική
Για να κατανοήσουν καλύτερα τον πίδακα αυτής της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας οι αστρονόμοι χρησιμοποίησαν παρατηρήσεις του EHT από το 2021 αξιοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται Πολύ Μεγάλης Βάσης Συμβολομετρία (VLBI).
Η τεχνική αυτή επιτρέπει την αποκάλυψη δομών σε πολύ μικρές κλίμακες γύρω από υπερμεγέθεις μαύρες τρύπες, όπως ο λαμπερός χρυσαφένιος δακτύλιος υπερθερμασμένης ύλης που κυριαρχεί στην εικόνα του 2019 της M87*, δηλαδή ουσιαστικά η «σκιά» της μαύρης τρύπας. Με τις νεότερες αυτές παρατηρήσεις, η ομάδα κατάφερε τελικά να συνδέσει τον φωτεινό δακτύλιο υλικού γύρω από τη M87* με τη βάση του πίδακα που εκρήγνυται από αυτήν, προσδιορίζοντας ένα πιθανό σημείο προέλευσης.
«Η μελέτη αυτή αποτελεί ένα πρώιμο βήμα προς τη σύνδεση των θεωρητικών ιδεών για την εκτόξευση πιδάκων με άμεσες παρατηρήσεις. Ο εντοπισμός του σημείου από όπου ενδέχεται να ξεκινά ο πίδακας και του τρόπου με τον οποίο συνδέεται με τη σκιά της μαύρης τρύπας προσθέτει ένα κρίσιμο κομμάτι στο παζλ και οδηγεί σε καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας του κεντρικού μηχανισμού» λέει ο Κ. Σαουράμπχ του Ινστιτούτου Ραδιοαστρονομίας του Μαξ Πλανκ, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας.
Η ανακάλυψη
Μέσω μοντελοποίησης της υπερμεγέθους μαύρης τρύπας οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ραδιοεκπομπές που απουσίαζαν από τις παρατηρήσεις του EHT μεταξύ 2017 και 2019 αλλά εμφανίστηκαν το 2021 πιθανότατα προέρχονται από μια συμπαγή περιοχή σε απόσταση μικρότερη από το ένα δέκατο του έτους φωτός από τη μαύρη τρύπα. Η περιοχή αυτή συνδέεται με τη βάση του πίδακα της M87* και αντιστοιχεί στον νότιο βραχίονα ενός άλλου πίδακα που έχει παρατηρηθεί σε ραδιοκύματα.
«Παρατηρούμε το εσωτερικό τμήμα του πίδακα της M87 με παγκόσμια πειράματα VLBI εδώ και πολλά χρόνια, με ολοένα αυξανόμενη ανάλυση, και τελικά καταφέραμε να απεικονίσουμε τη σκιά της μαύρης τρύπας το 2019», δήλωσε ο Χέντρικ Μίλερ από το Εθνικό Αστεροσκοπείο Ραδιοαστρονομίας. «Είναι εντυπωσιακό να βλέπουμε ότι σταδιακά συνδυάζουμε αυτές τις πρωτοποριακές παρατηρήσεις σε πολλαπλές συχνότητες και ολοκληρώνουμε την εικόνα της περιοχής από όπου εκτοξεύεται ο πίδακας».
