2019. astronomi su snimili prvu izravnu sliku crne rupe. Bila je to slika supermasivne crne rupe u srcu M87. A kada su mnogi ljudi to vidjeli, njihova reakcija je bila 'to je to?' Što je i razumljivo, s obzirom da je slika samo mutna mrlja u obliku krafne. Nije puno za gledati. Ali astronomska slika je mali dio podataka koje su prikupili astronomi. Nedavno je analizirano više tih podataka, uključujući i polarizaciju svjetlosti i magnetsko polje koje okružuje crnu rupu.
Polarizacija je osnovno svojstvo svjetlosti, baš kao i valna duljina ili intenzitet. Ako zamislite svjetlost kao val koji oscilira dok putuje kroz prostor, tada je polarizacija orijentacija te oscilacije. Svjetlosni valovi mogu oscilirati gore-dolje, lijevo-desno, ili čak spiralno kretati u smjeru kazaljke na satu ili widdershins. Kada svjetlost dolazi iz vrućeg izvora, kao što je materijal koji okružuje crnu rupu, mnoge polarizacije se miješaju tako da je svjetlost u osnovi nepolarizirana. Ali kada svjetlost prođe kroz ionizirani plin, različite polarizacije jače ili slabije djeluju s plinom. Kao rezultat toga, svjetlost koja dolazi do Zemlje je polarizirana. Proučavajući polarizaciju svjetlosti u blizini crne rupe M87, možemo naučiti o okolnom materijalu.
M51 (Hubble) prekriven konturama radio intenziteta od 6 cm i vektorima polarizacije (Effelsberg i VLA) Zasluge: MPIfR Bonn
U slučaju radioastronomije, postoji i polarizirani izvor svjetlosti poznat kao sinkrotronsko zračenje. To se događa kada su elektroni zarobljeni magnetskim poljem i kreću se duž linija polja u uskim spiralama. Polarizacija sihrotronskog zračenja govori nam o orijentaciji linija magnetskog polja.
U ovom najnovijem radu, astronomi su izmjerili polarizaciju svjetlosti uočene u blizini crne rupe M87 i otkrili da ima uvrnuti spiralni uzorak. To je donekle očekivano, jer znamo da se crna rupa rotira. kako to čini, vuče oko sebe obližnji prostor. Cjelokupni uzorak ukazuje na gravitacijsku strukturu crne rupe.
Slika crne rupe M87 s naznačenom polarizacijom. Zasluge: EHT Collaboration
Ali ono što je zanimljivo je da je većina svjetla promatrananijepolarizirana. Samo oko 15% svjetlosti je polarizirano. Većina svjetlosti iz blizine crne rupe je nepolarizirana. To je neočekivano, jer bi ionizirani plin u blizini crne rupe trebao biti jako magnetiziran, pa bismo očekivali da će svjetlost koja dopire do nas biti jako polarizirana. Pa što daje?
Čini se da je plin blizu crne rupejemagnetiziran, ali umjesto da ima magnetsku strukturu koja je velika i jednostavna, magnetizacija je kaotična zbrka na manjim razmjerima. Ljestvica na kojoj magnetizacija ima nasumičnu orijentaciju manja je od razlučivosti Event Horizon Teleskopa. Dakle, stvari se zamagljuju. Sve male polarizacije zamagljuju se zajedno kako bi izgledale nepolarizirane.
Ovakvi rezultati važni su jer nam daju ogroman uvid u materijal i magnetska polja u blizini crnih rupa. Kako budemo bolje razumjeli, bit ćemo u mogućnosti saznati složene procese koji stvaraju aktivne crne rupe i kako one djeluju s okolnom galaksijom. Sve te informacije zakopane su u podacima i više je nego što se na prvi pogled čini.
Referenca:Akiyama, Kazunori, et al.” Prvi rezultati M87 Event Horizon Telescope. VII. Polarizacija Prstena .'The Astrophysical Journal Letters910.1 (2021.): L12.
Referenca:Akiyama, Kazunori, et al.” Prvi rezultati M87 Event Horizon Telescope. VIII. Struktura magnetskog polja u blizini Horizonta događaja .'The Astrophysical Journal Letters910.1 (2021.): L13.
