Kolaborasi Event Horizon Telescope (EHT) telah meluncurkan gambar baru yang terperinci dari M87*, lubang hitam supermasif di tengah Galaxy M87, yang mengungkapkan lingkungan yang dinamis dengan perubahan pola polarisasi di dekat lubang hitam. Gambar -gambar baru, dibangun dan divalidasi oleh para peneliti dari University of Waterloo dan Perimeter Institute, menunjukkan bagaimana lingkungan di sekitar lubang hitam mungkin berubah lebih dari yang kita pikirkan sebelumnya.
Pada tahun 2017, EHT mengamati pola polarisasi yang spiral yang merupakan tanda tangan dari struktur magnetik terpelintir skala besar, mengkonfirmasi ide-ide lama yang dipegang tentang bagaimana lubang hitam berinteraksi dengan, dan dampaknya, lingkungan mereka. Namun pada tahun 2018, polarisasi semuanya menghilang. Pada tahun 2021, sisa -sisa yang sedikit mulai berputar ke arah yang berlawanan. Astrofisika sekarang bergulat dengan pertanyaan soliter: Mengapa?
Film blockbuster memberi tahu kami bahwa lubang hitam adalah perangkap yang fantastis di mana semuanya masuk dan tidak pernah keluar. Tapi M87* menunjukkan kepada kita bahwa lubang hitam juga dapat mengambil bahan energik dari lingkungannya, terperangkap dalam medan elektromagnetik yang kuat, dan meluncurkannya ke luar dengan cara yang spektakuler. Jet M87*dimulai di dekat horizon acara, akhirnya mencapai 90 persen kecepatan cahaya. Pengamatan baru ini menawarkan petunjuk tentatif pertama dari jaringan ikat antara cincin plasma yang kacau di sekitar lubang hitam dan mesin di dasar jet yang kuat ini. Tetapi persis bagaimana lubang hitam melakukan trik sulap ini, dan apa artinya bagi sifat mendasar gravitasi, baru mulai terungkap.
“Lubang hitam memegang misteri mereka erat -erat, tetapi kami sekarang mencabut jawaban dari genggaman mereka,” kata Dr. Avery Broderick, seorang profesor di Departemen Fisika dan Astronomi di Universitas Waterloo, dan asosiasi fakultas di Perimeter Institute. “Tim kami di Waterloo adalah pusat untuk merekonstruksi gambar -gambar dari data EHT, dan menentukan apa yang dapat kami percayai adalah nyata dan apa yang bisa menjadi hanya artefak instrumental. Kami telah berada di garis depan dalam memahami bagaimana gambar EHT, dan terutama evolusi mereka, dapat mengungkapkan drama astrofisik yang terbentang pada tahap gravitasi yang paling ekstrem.”
Tahun demi tahun, kolaborasi EHT kembali ke M87* untuk menangkap momen-momen yang menunjukkan bagaimana ia berkembang, mengetahui bahwa setiap kali, mereka akan mendapatkan lebih banyak wawasan tentang rahasianya yang telah dijaga.
“Yang luar biasa adalah bahwa sementara ukuran cincin tetap konsisten selama bertahun -tahun, mengkonfirmasi bayangan lubang hitam yang diprediksi oleh teori Einstein, pola polarisasi berubah secara signifikan,” kata Dr. Paul Tiede (BSC '15, Mmath '18, PhD '21), seorang astronom di Pusat Astrophysics Harvard & Smithsonan, dan Smithsonian, dan Smithsonier, A Astronom. “Ini memberi tahu kita bahwa plasma magnet yang berputar -putar di dekat horizon acara jauh dari statis; itu dinamis dan kompleks, mendorong model teoritis kita ke batas.”
Stabilitas bayangan M87*dapat dianggap sebagai bukti bahwa “lubang hitam tidak memiliki rambut,” metafora yang berumur beberapa dekade yang berarti bahwa lubang hitam adalah objek geometris sederhana tanpa parameter deskriptif di luar massa, putaran, dan muatannya.
“Itu salah satu alasan mengapa mereka sangat menarik sebagai objek gravitasi. Anda dapat membuat prediksi yang sangat renyah dan jelas, dan semua fenomena astrofisika tampaknya tidak terlalu penting,” kata Broderick. “Tapi barang -barang di sekitarnya bisa memiliki rambut, dan medan magnet ini adalah contoh yang mencolok. Kita sudah memiliki perasaan yang jelas untuk gaya rambut magnetik seperti apa yang harus diizinkan untuk waktu yang lama, tetapi sekarang kita melihat itu, seperti dengan manusia, kamu bisa mendapatkan banyak gaya rambut yang berbeda selama empat tahun.”
Kembali pada tahun 2009, Broderick menulis makalah pertama yang mengusulkan pencitraan M87*, mengeksplorasi apa yang bisa kita pelajari tentang lubang hitam, jet mereka dan disk pertambahan mereka dengan mengamati variabilitas medan magnet mereka. Sekarang, tim telah mengambil ide itu dan mengubahnya menjadi kenyataan.
“Makalah pertama itu berbicara tentang bagaimana polarisasi M87* dapat mengungkapkan informasi tentang medan magnet di dalamnya,” kata Broderick. “Sekarang kami dengan cepat beralih ke mengekstraksi informasi tentang bagaimana jet berakselerasi dan apa yang menyiratkan tentang bagaimana mereka bertenaga. Ini adalah waktu yang sangat menyenangkan untuk EHT dan data yang akan datang yang kami miliki.”
Dengan tiga tahun pengamatan di bawah ikat pinggang mereka, EHT tidak memiliki rencana untuk berhenti. Pengamatan di masa depan hanya akan meningkat ketika teleskop baru ditambahkan ke array, membuat analisis multi-tahun di masa depan menjadi lebih rinci. Dan jika satu hal yang pasti, itu adalah tatanan rambut M87*yang selalu berubah akan membuat pengamat lubang hitam kembali untuk mendapatkan lebih banyak.
Kredit Gambar Banner: Kolaborasi EHT
