V roce 2019 astronomové pořídili první přímý snímek černé díry. Byl to snímek supermasivní černé díry v srdci M87. A když to vidělo mnoho lidí, jejich reakce byla 'to je ono?' Což je pochopitelné, vzhledem k tomu, že na obrázku je jen rozmazaná šmouha ve tvaru koblihy. Není moc na co se dívat. Ale astronomický snímek je malý zlomek dat shromážděných astronomy. Nedávno bylo analyzováno více těchto dat, včetně polarizace světla a magnetického pole obklopujícího černou díru.
Polarizace je základní vlastností světla, stejně jako vlnová délka nebo intenzita. Pokud si představíte světlo jako vlnu, která kmitá, když se pohybuje prostorem, pak polarizace je orientací této oscilace. Světelné vlny mohou oscilovat nahoru a dolů, doleva a doprava, nebo dokonce spirálovitě ve směru hodinových ručiček nebo widdershins. Když světlo pochází z horkého zdroje, jako je materiál obklopující černou díru, spousta polarizací je smíchána dohromady, takže světlo je v podstatě nepolarizované. Ale když světlo prochází ionizovaným plynem, různé polarizace interagují s plynem silněji nebo slaběji. V důsledku toho je světlo, které dopadá na Zemi, polarizováno. Studiem polarizace světla v blízkosti černé díry M87 se můžeme dozvědět o okolním materiálu.
M51 (Hubble) překrytý 6cm obrysy radiové intenzity a polarizačními vektory (Effelsberg a VLA) Uznání: MPIfR Bonn
V případě radioastronomie existuje také polarizovaný zdroj světla známý jako synchrotronové záření. K tomu dochází, když jsou elektrony zachyceny magnetickým polem a pohybují se podél siločar v těsných spirálách. Polarizace sychrotronového záření nám říká orientaci magnetických siločar.
V této nejnovější práci astronomové měřili polarizaci světla pozorovaného v blízkosti černé díry M87 a zjistili, že má zkroucený spirálový vzor. To se poněkud očekává, protože víme, že černá díra rotuje. jak to dělá, táhne kolem sebe blízký prostor. Celkový obrazec ukazuje na gravitační strukturu černé díry.
Obrázek černé díry M87 s vyznačenou polarizací. Kredit: EHT Collaboration
Ale co je zajímavé, je to, že většina pozorovaného světlanenípolarizované. Pouze asi 15 % světla je polarizováno. Většina světla z blízkosti černé díry je nepolarizovaná. To je neočekávané, protože ionizovaný plyn v blízkosti černé díry by měl být silně zmagnetizován, takže bychom očekávali, že světlo, které se k nám dostane, bude silně polarizované. Co tedy dává?
Zdá se, že plyn poblíž černé díryjemagnetizace, ale spíše než magnetická struktura, která je velká a jednoduchá, magnetizace je chaotická změť v menších měřítcích. Měřítko, ve kterém má magnetizace náhodnou orientaci, je menší než rozlišení dalekohledu Event Horizon Telescope. Takže věci se rozostřují. Všechny polarizace v malém měřítku se společně rozostřují a vypadají nepolarizované.
Výsledky, jako jsou tyto, jsou důležité, protože nám poskytují ohromný pohled na materiál a magnetická pole v blízkosti černých děr. Jak pochopíme více, budeme schopni porozumět složitým procesům, které vytvářejí aktivní černé díry a jak interagují s okolní galaxií. Všechny tyto informace jsou pohřbeny v datech a je to víc, než se na první pohled zdá.
Odkaz:Akiyama, Kazunori a kol.' První výsledky dalekohledu M87 Event Horizon. VII. Polarizace prstenu .'The Astrophysical Journal Letters910,1 (2021): L12.
Odkaz:Akiyama, Kazunori a kol.' První výsledky dalekohledu M87 Event Horizon. VIII. Struktura magnetického pole poblíž horizontu událostí .'The Astrophysical Journal Letters910,1 (2021): L13.
