Pierwszy portret naszej czarnej dziury
Jaka czarna dziura jest, każdy widział. Dwa lata temu pierwszy wizerunek masywnej struktury rezydującej w samym centrum galaktyki M87 trwale wbił się w powszechną świadomość. Teoretycy przewidywali wprawdzie dużo wcześniej, że objawi się jako świetlisty obwarzanek, radioastronomowie od dawna rejestrowali dowody jej istnienia – ale co zdjęcie, to zdjęcie.
Tylko że to nie była nasza czarna dziura. Bo mamy też taką, odległą o 27 tys. lat świetlnych, w środku Drogi Mlecznej. Wiemy o jej istnieniu od lat 70., ale jej pierwszą fotografię udało się wykonać dopiero niedawno, a ujawniono ją dziś. Wygląda na niej wprawdzie łudząco podobnie do tej z galaktyki M87, ale to dużo bardziej wymagająca modelka. Jest też nieco inna.
Dane zbierano przez pięć kwietniowych dni roku 2017, wspólnym wysiłkiem ośmiu różnych obserwatoriów tworzących rodzaj globalnej instalacji naukowej o nazwie Event Horizon Telescope. Było ich tyle (4 petabajty), że więcej sensu miało przesłanie ich samolotami, na twardych dyskach, niż za pośrednictwem internetu.
Czarna dziura z gwiazdozbioru Strzelca (stąd jej nazwa: Sagittarius A*) jest wprawdzie położona 2 tys. razy bliżej Ziemi niż ta z galaktyki M87, ale jest też znacznie mniejsza (choć wciąż ponad 4 mln razy cięższa od Słońca). Oznacza to, że emitowane przez nią promieniowanie podlega większym fluktuacjom niż w przypadku większego obiektu tego typu. Trudno więc uchwycić Sagittariusa A* na jednej fotografii. Trzeba ich wykonać tysiące, a potem je uśrednić.
Przy okazji: pojęcie „zdjęcie” jest umowne. Zwykłe teleskopy optyczne są w jej przypadku niemal całkowicie bezużyteczne, bo przesłania ją pył międzygwiazdowy. Szczęśliwie da się to ograniczenie obejść – dzięki technice obrazowania zwanej interferometrią, wykorzystującej wiele rozrzuconych po całym globie teleskopów działających w zakresie fal radiowych (w tym przypadku o długości 7 mm).
Wygląda na to, że sfotografowana właśnie czarna dziura – a konkretnie pierścień promieniowania emitowanego przez materię w pobliżu jej wnętrza – obraca się wokół osi skierowanej niemal dokładnie w stronę naszej planety. „Fakt, że widzimy ją twarzą w twarz, zrywa beret” – mówi cytowana przez magazyn „Nature” Regina Caputo, astrofizyczka z NASA–Goddard Space Flight Center.
Badacze będą teraz poprawiać rozdzielczość obrazu, uzupełniając dane o wyniki nowszych pomiarów. Przyjrzą się bliżej Sagittariusowi A* i sprawdzą, czy nie wydobywają się z niego tzw. dżety. Te strumienie plazmy mają moc gwiazdotwórczą i mogą wpływać na ewolucję całej galaktyki.
Po raz kolejny możemy się naocznie przekonać o geniuszu Alberta Einsteina. Zdjęcie trudnego do wyobrażenia kosmicznego monstrum, którego istnienie wiek temu przewidziała jego teoria grawitacji, można dziś powiesić w salonie. Zrywa beret.