Kada dovoljno dugo buljite u srce galaksije da biste pokušali da uhvatite pogled na crnu rupu koja se u njoj krije, to možda nije sve što ćete uhvatiti.
Kada je ogromna saradnja usmerila teleskope širom sveta u srce galaksije M87 2018. godine u konačnom uspešnom pokušaju da se shvate detalji njene supermasivne crne rupe, oni su takođe uspeli da posmatraju neke od divljih smicalica u kojima se ova crna rupa bavi.
Sada su astronomi otkrili da je jedna od tih smicalica bila kolosalno podrigivanje – erupcija gama zraka iz jednog od moćnih mlazova plazme lansiranih sa polova crne rupe dok se ona hrani.
„Imali smo sreće što smo otkrili bljesak gama zraka iz M87 tokom kampanje sa više talasnih dužina ovog Event Horizon Teleskopa“, kaže astrofizičar Giacomo Principe sa Univerziteta u Trstu u Italiji.
„Ovo je prvi događaj gama-zraka koji je primećen u ovom izvoru u više od decenije, što nam omogućava da precizno ograničimo veličinu regiona odgovornog za posmatranu emisiju gama zraka.“
M87, koji se nalazi na nešto manje od 55 miliona svetlosnih godina od Mlečnog puta, izabran je za prvu sliku senke supermasivne crne rupe za čovečanstvo delimično zato što njena centralna crna rupa aktivno guta materijal iz ogromnog oblaka materijala oko sebe.
Trenje i gravitacija u igri u oblaku materijala ga zagrevaju i uzrokuju da sija. To je izvor mrlje svetlosti koju vidite na slici M87*. Ali supermasivna crna rupa koja se hrani često takođe pokazuje još jedan fenomen: astrofizičke mlaznice.
Naučnici misle da su oni generisani interakcijom između materijala i spoljašnjeg magnetnog polja crne rupe.
Kako materijal pada sa unutrašnjeg oboda diska gasa i prašine koji se kovitlaju oko crne rupe poput vode oko odvoda, deo se preusmerava duž linija magnetnog polja izvan horizonta događaja. Ubrzava se do polova, gde se lansira u svemir ogromnom brzinom koja se približava brzini svetlosti u vakuumu.
Ovo su astrofizički mlaznjaci, a M87 ima istaknute. Posmatranja crne rupe u galaksiji su pomogla naučnicima da bolje razumeju ovaj proces, sa najdetaljnijim zapažanjima ikada dobijenim regionom iz kojeg se mlaznice lansiraju.
Dok odlaze iz galaksije u međugalaktički prostor, mlazovi iz supermasivne crne rupe mogu da komuniciraju sa objektima na koje naiđu, kao i da generišu prilično divlje turbulencije.
Smatra se da su baklje gama zraka koje se povremeno vide iz ovih mlaznica rezultat mrlja materijala koje padaju u mlaz i koje se ubrzavaju do ekstremno visokih energija, što rezultira, pa, bljeskovima gama zraka visoke energije.
Kao što možete zamisliti, to ih čini pomalo nepredvidivim. Ne možete planirati da posmatrate jednog; samo se morate nadati da tražite na pravom mestu u pravo vreme.
Bljesak koji je slučajno snimio teleskop Event Horizon je bio sjajan. Trajao je tri dana, trajanje koje odgovara oblasti emisije manje od 170 astronomskih jedinica – oko 170 puta veće udaljenosti između Zemlje i Sunca.
„Brza varijabilnost gama zraka ukazuje na to da je oblast baklje izuzetno mala, samo otprilike deset puta veća od centralne crne rupe“, objašnjava astrofizičar Daniel Mazin sa Univerziteta u Tokiju.
„Zanimljivo je da oštra varijabilnost uočena u gama zracima nije otkrivena na drugim talasnim dužinama. Ovo sugeriše da region baklje ima složenu strukturu i pokazuje različite karakteristike u zavisnosti od talasne dužine.“
Zanimljivo je da se asimetrija mrljastog prstena svetlosti oko crne rupe promenila u odnosu na bljesak. Asimetrija se manifestuje svetlijim i tamnijim delovima prstena; kada je bljesak primećen, ove mrlje relativne svetlosti i zatamnjenosti su se pomerile, što ukazuje na vezu između prstena i baklje.
Priroda odnosa je trenutno misterija; istraživači nisu bili u stanju da preciziraju izvor emisije gama zraka, niti šta je to izazvalo. Ali zapažanja nam daju nove informacije koje mogu pomoći u ograničavanju budućih istraživačkih napora.
„Kako i gde se čestice ubrzavaju u mlazovima supermasivnih crnih rupa je dugotrajna misterija“, kaže teorijski astrofizičar Sera Markof sa Univerziteta u Amsterdamu.
„Prvi put možemo kombinovati direktno snimanje regiona bliskog horizonta događaja tokom baklji gama zraka iz događaja ubrzanja čestica i testirati teorije o poreklu baklji.“
