მეცნიერების სამიზნეები მუდმივად წინ მიდის. არც ერთი მიღწევა აბსოლუტური არ არის — სამყაროს კვლევისას, ყოველი ახალი აღმოჩენა სხვა აღმოჩენათა მთელი კასკადური სერიის კარიბჭეა. ამ მხრივ გამონაკლისი არც სუპერმასიური შავი ხვრელი M87*-ია.
სწორედ ამ შავი ხვრელის ჩრდილს გადაუღო კაცობრიობამ ისტორიაში პირველი პირდაპირი ფოტო; ამ აბსოლუტურად გასაოცარი მიღწევის უკან მრავალი წელი და ასობით მეცნიერი დგას.
ამჯერად, კოლაბორაცია მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის მეცნიერებმა სათუთად შეისწავლეს ჩვენგან 55 მილიონი სინათლის წლით დაშორებული ამ ობიექტის ოქროსფრად მანათობელი სარტყელი და შედეგად, ძლიერი პოლარიზაციის მტკიცებულებას მიაგნეს — სინათლის ტალღების ორიენტაციის მოხვევას, რასაც შავი ხვრელის რეგიონის გარშემო არსებული მძლავრი მაგნიტური ველი განაპირობებს.
„კვლევა სათავეს უდებს სრულიად ახალ ეტაპს: სინათლის პოლარიზაცია შეიცავს ინფორმაციას, რომელიც 2019 წლის აპრილში ჩვენ მიერ ნანახი ფოტოს მიღმა არსებული ფიზიკის უკეთ გაგების საშუალებას გვაძლევს, რაც აქამდე შესაძლებელი არ იყო“, — ამბობს ვალენსიის უნივერსიტეტის ასტრონომი ივან მარტი-ვიდალი.
მისივე თქმით, მონაცემების მიღება და დამუშავება კომპლექსურ მეთოდებს მოითხოვს და ამიტომ, პოლარიზებული სინათლის ფოტოს მიღებას წლობით მუშაობდა დასჭირდა.
პოლარიზაცია ელექტრომაგნიტური რადიაციის კარგად ცნობილი და შესწავლილი ქცევაა. როდესაც სინათლის ნაწილაკი სივრცეში მოძრაობს, მისი რხევები გარკვეული მიმართულებით არის ორიენტირებული. თუ მას რაიმე გაფანტავს, მაგალითად, ვარსკვლავთშორის სივრცეში არსებული მტვერი, ანდაც მაგნიტური ველი დაატრიალებს, მისი მიმართულება შეიძლება შეიცვალოს; ასეთ ცვლილებას პოლარიზაციას ვუწოდებთ.
ეს გახლავთ მახასიათებელი, რომელსაც ტექნოლოგიური უპირატესობებისთვის ვიყენებთ — ალბათ გსმენიათ ეკრანებისა და სათვალეების პოლარიზებული დამცავები; თუმცა, როდესაც ის კოსმოსური ობიექტისგან გამოიყოფა, ასევე შეგვიძლია რაღაც ცნობები მოგვაწოდოს კოსმოსური გარემოს შესახებაც.
M87*-ის შემთხვევაში, ეს რაღაც არის შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის გარშემო მორევივით მბრუნავი გაზის ტორუსში მაგნიტური ველის ფორმა და სტრუქტურა. ჯგუფმა დაადგინა, რომ M87*-ის ფოტოზე არსებული სინათლის პოლარიზაცია შეიძლება აიხსნას ძალიან ძლიერი მაგნიტური ველით.
„დაკვირვებები მიუთითებს, რომ შავი ხვრელის კიდეებზე მაგნიტური ველები იმდენად ძლიერია, რომ შეუძლია ცხელი გაზი დააყოვნოს და დაეხმაროს, რომ გრავიტაციულ მიზიდვას გაუძლოს. მოვლენათა ჰორიზონტს შიგნით სპირალურად შესვლა მხოლოდ იმ გაზს შეუძლია, რომელიც ამ ველში გაძვრება“, — ამბობს კოლორადო-ბულდერის უნივერსიტეტის ასტრონომი ჯეისონ დექსტერი.
ეს კი შეიძლება საკვანძო ინფორმაცია იყოს იმ ფენომენის ამოსახსნელად, რომელიც დიდი ხანია, ასტრონომთათვის თავსატეხად იქცა — შავი ხვრელის რელატივისტური ჭავლები.
არაფერს, რისი დაფიქსირებაც ამჟამად შეგვიძლია, შავი ხვრელისგან გაქცევა არ ძალუძს მას შემდეგ, რაც ის მასთან კრიტიკული სიახლოვის ზღვარს გადაკვეთს, მაგრამ შავი ხვრელის გარშემო მბრუნავ აკრეციულ დისკოში არსებული მთელი მატერია გარდაუვლად მოვლენათა ჰორიზონტს მიღმა არ ხვდება. მისი მცირე ნაწილი, აკრეციული დისკოს შიდა რეგიონიდან როგორღაც მიემართება პოლუსებისკენ, საიდანაც ის კოსმოსში იონიზებული პლაზმის ჭავლების სახით იტყორცნება წარმოუდგენლად სწრაფად, სინათლის სიჩქარის გარკვეული პროცენტულობით.
ასტრონომთა აზრით, ამ პროცესში გარკვეულ როლს თამაშობს შავი ხვრელის მაგნიტური ველი. ამ თეორიის მიხედვით, მაგნიტური ველის ხაზები სინქროტრონის როლს ასრულებს და მატერიას აჩქარებს, რომელიც შემდეგ უზარმაზარი სისწრაფით იტყორცნება.
ვიცით, რომ სუპერმასიური შავი ხვრელი M87* ამ რელატივისტურ ჭავლებს სინათლის სიჩქარის 99 პროცენტით ისვრის. ოქროსფრად მანათობელი სარტყელი, რომელსაც M87*-ის ფოტოზე ვხედავთ, არის აკრეციული დისკოს შიდა კიდე, რაც მეცნიერებს ამ პროცესში გარკვევის უნიკალურ შანსს აძლევს.
„ახლა უკვე ვხედავთ მტკიცებულების შემდეგ საკვანძო ნაწილს, რათა გავიგოთ, როგორ იქცევა მაგნიტური ველი შავი ხვრელის გარშემო და როგორ შეუძლია კოსმოსის ამ ძალიან კომპაქტურ რეგიონში აქტივობას წარმოქმნას უმძლავრესი ჭავლები, რომლებიც გალაქტიკის საზღვრებსაც კი სცდება“, — ამბობს ნიდერლანდების რედბუდის უნივერსიტეტის ასტრონომი მონიკა მოშიბროძკა.
მკვლევართა განცხადებით, მათ მიერ დანახულ მაგნიტური ველის სტრუქტურას შეუძლია წარმოქმნას როგორც M87*-თან შემჩნეული მახასიათებლები, ისე ის რელატივისტური ჭავლები, რომლებსაც ის კოსმოსში ისვრის. ეს გახლავთ ამ დროისათვის საუკეთესო მტკიცებულება, რომელიც მხარს უჭერს რელატივისტური ჭავლების წარმოქმნის მაგნიტური ველის სინქროტრონის მოდელს.
ჯგუფი ამბობს, რომ შემდეგი ანალიზი ფოკუსირებული იქნება M87*-ის სიახლოვეს არსებული ჭავლების მტყორცნელი რეგიონის მაგნიტურ ველზე.
კვლევა The Astrophysical Journal Letters-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია eso.org-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
