Ny bild på det svarta hålet i M87 avslöjar det magnetiska fältet

För snart två år sedan kunde den allra första bilden av ett svart hål presenteras. Den spektakulära ringliknande strukturen markerade det första direkta visuella beviset för existensen av svarta hål och blev snabbt en världsnyhet. Nu har ytterligare en bild släppts på det supermassiva svarta hålet i centrum av galaxen M87, och den här gången kan vi se det massiva objektet i polariserat ljus.

Det svarta hålet som fångades på bild av Event Horizon Telescope-teamet ligger 55 miljoner ljusår från jorden. Nya analyser av den insamlade datan visar att en stor del av ljuset är polariserat, något som indikerar förekomsten av magnetfält. Det är första gången forskare kunnat mäta polarisation så nära ett svart hål, och de nya resultaten hjälper oss att förstå fysiken bakom bilden som publicerades 2019. Michael Lindqvist, astronom vid Onsala rymdobservatorium, förklarar det spektakulära med bilden som nu släpps:

– De nya resultaten kan ge ledtrådar om hur stor roll magnetfältet har i skapandet av jetstrålar, och en bättre fysikalisk förståelse för vad som händer nära det svarta hålet.

De energirika jetstrålar som härstammar från centrum av M87 utgör en av galaxens största gåtor. Det svarta hålet fångar in den övervägande mängden materia, men en del partiklar kastas ut i rymden igen i form av jetstrålar som kan sträcka sig över områden större än galaxen själv. Studier av den polariserade strålningen kan ge kunskap om hur de magnetiska fältlinjerna fördelar sig vid det svarta hålets rand, vilket i sin tur kan bidra till vår förståelse för hur dessa jetstrålar bildas och hur materia beter sig i närheten av svarta hål. Med hjälp av de nya resultaten kan de här effekterna för första gången studeras närmare, och observationerna tycks stämmer överens med teoretiska modeller som beskriver het och starkt joniserad gas:

– Våra observationer indikerar att magnetfält vid svarta hål är tillräckligt starka för att hålla tillbaka het gas så att den kan motstå den starka gravitationskraften. Det är bara gas som sipprar igenom fältet som kan röra sig inåt mot händelsehorisonten, säger Jason Dexter, biträdande professor vid University of Colorado Boulder, USA i ett pressmeddelande.

Event Horizon Telescope, EHT, består av åtta sammankopplade radioteleskop utspridda över världen. Forskningen, som nyligen publicerades i tidskriften Astrophysical Journal Letters, är ett resultat av samarbete mellan hundratals forskare över hela världen. Extra spännande för oss i norr är att Sverige har haft en betydande del i forskningsprojektet. Michael Lindqvist berättar mer:

– I Onsala har vi sedan 1960-talet varit delaktiga i utvecklingen av den teknik som kallas långbasinterferometri (VLBI) som nu används av EHT. Onsala rymdobservatorium är en av tre partners som driver APEX, ett av teleskopen i EHT-nätverket, och vi har under flera år arbetat tillsammans med våra partners med att bygga upp VLBI-kapaciteten på APEX.

Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ligger i Chile och har varit särskilt betydande för kalibreringen av den nya bilden. Onsalaobservatoriet har även bidragit till beräkning och kalibrering för instrumentpolarisationen som uppstår i Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), något som ESOpoängterar varit avgörande för de nya slutsatserna.

Vid Onsalaobservatoriet är man redo att fortsätta arbetet på det spännande forskningsområdet, och forskarna förväntar sig att framtida observationer med EHT kommer att ge en ännu tydligare bild av magnetfältets struktur vid det svarta hålet. Lindqvist berättar att det inte råder någon brist på framtidsplaner även på kort sikt:

– Vi planerar att göra ytterligare mätningar redan under 2021, säger han.

Läs mer i ESO:s pressmeddelande och på eventhorizontelescope.org.