Teleskop Horyzontu Zdarzeń (EHT), znany z wykonywania pierwszych zdjęć czarnych dziur, ma teraz odkryć kolejną kosmiczną tajemnicę: sposób, w jaki czarne dziury wystrzeliwują potężne dżety w przestrzeń kosmiczną.
Zespół badawczy kierowany przez Anne-Kathrin Baczko z[{” attribute=”” tabindex=”0″ role=”link”>Chalmers University of Technology in Sweden has demonstrated that the EHT can capture detailed images of a supermassive black hole and its jets in the galaxy NGC 1052. Their measurements, made with interconnected radio telescopes, also confirmed the presence of strong magnetic fields near the black hole’s edge.
Breakthroughs in Black Hole Imaging
The central question driving this research is how supermassive black holes eject enormous streams of high-energy particles—called jets—into space at nearly the speed of light. Scientists have moved closer to answering this with detailed observations of the core of NGC 1052, located 60 million light-years from Earth.
By coordinating data from several radio telescopes, the researchers gained new insights into the inner workings of this galaxy and its supermassive black hole. Their findings were published today (December 17, 2024) in the scientific journal Astronomy & Astrophysics.
Challenges and Advances in Astronomical Observation
The work has been led by Anne-Kathrin Baczko, astronomer at Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology.
“The center of this galaxy, NGC 1052, is a promising target for imaging with the Event Horizon Telescope, but it’s faint, complex, and more challenging than all other sources we’ve attempted so far,” says Anne-Kathrin Baczko.
The galaxy has a supermassive black hole that is the source of two powerful jets that stretch thousands of light years outwards through space.
“We want to investigate not just the black hole itself, but also the origins of the jets which stream out from the east and west sides of the black hole as seen from Earth,” says Eduardo Ros, team member and astronomer at the Max Planck Institute for Radio Astronomy in Bonn, Germany.
The team made measurements using just five of the telescopes in the EHT’s global network – including ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in Chile, in a configuration that would allow the best possible estimate of its potential for future observations, and supplemented with measurements from other telescopes.
“For such a faint and unknown target, we were not sure if we would get any data at all. But the strategy worked, thanks in particular to the sensitivity of ALMA and complementary data from many other telescopes,” says Anne-Kathrin Baczko.
Pomiary pokazują, że skuteczne obrazowanie jest możliwe w przyszłości
- Naukowcy są obecnie przekonani, że udane obrazowanie będzie możliwe w przyszłości dzięki dwóm nowym kluczowym informacjom: Otoczenie czarnej dziury świeci jasno na odpowiedniej częstotliwości fal radiowych, aby mieć pewność, że można je zmierzyć za pomocą EHT.
- Rozmiar obszaru, w którym tworzą się dżety, jest podobny do pierścienia M 87* – z łatwością wystarczająco duży, aby można go było sfotografować za pomocą EHT przy pełnej mocy.
Na podstawie pomiarów naukowcy oszacowali także siłę pola magnetycznego w pobliżu horyzontu zdarzeń czarnej dziury. Siła pola wynosząca 2,6 tesli jest około 400 razy silniejsza niż ziemskie pole magnetyczne. Jest to zgodne z wcześniejszymi szacunkami dla tej galaktyki.
„To tak potężne pole magnetyczne, że naszym zdaniem prawdopodobnie może powstrzymać materię przed wpadnięciem do czarnej dziury. To z kolei może pomóc w wystrzeleniu dwóch dżetów w galaktyce” – mówi Matthias Kadler.
Chociaż źródło jest tak trudne, przyszłość rysuje się w jasnych barwach, ponieważ radioastronomowie przygotowują się na nową generację sieci teleskopów, takich jak ngVLA (Very Large Array nowej generacji) i ngEHT (Teleskop Horyzontu Zdarzeń nowej generacji).
„Nasze pomiary dają nam wyraźniejszy obraz tego, jak najbardziej wewnętrzne centrum galaktyki świeci na różnych długościach fal. Jego widmo jest jasne przy długości fali około jednego milimetra, gdzie możemy obecnie uzyskać najostrzejsze obrazy. Jest jeszcze jaśniejszy przy nieco dłuższych falach, co czyni go głównym celem dla radioteleskopów nowej generacji” – mówi członek zespołu Matthias Kadler, astronom z Uniwersytetu w Würzburgu w Niemczech.
Artykuł badawczy „The przypuszczalny centrum w NGC 1052” autorstwa Anne-Kathrin Baczko (Chalmers University of Technolgy, Szwecja) i 286 współautorów został opublikowany dzisiaj (17 grudnia) w czasopiśmie Astronomia i astrofizyka.
Odniesienie: „Przypuszczalne centrum w NGC 1052” 17 grudnia 2024 r., Astronomia i astrofizyka.
DOI: 10.1051/0004-6361/202450898
Pomiarów dokonało pięć teleskopów w sieci EHT: ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) w Chile, 30-metrowy teleskop IRAM w Hiszpanii; Teleskop Jamesa Clerka Maxwella (JCMT) i Submillimeter Array (SMA) na Hawajach; oraz Teleskop Bieguna Południowego (SPT) na Antarktydzie. Uzupełniono je pomiarami z 14 innych radioteleskopów w sieci GMVA (Global Millimeter VLBI Array) w Hiszpanii, Finlandii i Niemczech, w tym 20-metrowego teleskopu w Obserwatorium Kosmicznym Onsala w Szwecji oraz teleskopów VLBA (Very Long Baseline Array) w USA.
W skład zespołu badawczego wchodzą także naukowcy z Chalmers, John Conway i Michael Lindqvist (oba Obserwatorium Kosmiczne Onsala) oraz Chiara Ceccobello (obecnie AI Szwecja).
Współpraca EHT obejmuje ponad 400 badaczy z Afryki, Azji, Europy, Ameryki Północnej i Południowej. Międzynarodowa współpraca ma na celu uchwycenie najbardziej szczegółowych obrazów czarnych dziur, jakie kiedykolwiek uzyskano, poprzez stworzenie wirtualnego teleskopu wielkości Ziemi.
