Naukowcy z Centrum Astrofizyki Harvard-Smithsonian (CfA) dokonali intrygującej obserwacji. Z pomocą obserwatorium rentgenowskiego Chandra zauważono, jak słynna supermasywna czarna dziura, położona w centrum galaktyki M87, wyrzuca materię rozpędzoną niemal do prędkości światła. Z naszej perspektywy wygląda to tak jakby materia osiągała prędkość nadświetlną.

Obserwacje dotyczyły ogromnej czarnej dziury o masie 6,5 miliarda mas Słońca. To właśnie na niej skupiał się projekt Event Horizon Telescope, dzięki któremu w kwietniu 2019 roku mogliśmy ujrzeć pierwsze w historii zdjęcie czarnej dziury. Obiekt ten o nazwie M87* znajduje się około 55 milionów lat świetlnych od Ziemi.

Zdjęcie supermasywnej czarnej dziury M87* - źródło: Event Horizon Telescope Collaboration

Astronomowie od lat obserwowali promieniowanie pochodzące ze strumienia wysokoenergetycznych cząstek, wyrzucanych w przestrzeń kosmiczną przez tę supermasywną czarną dziurę. Strumień ten przebadano już w zakresie radiowym, optycznym i rentgenowskim, a dzięki obserwatorium Chandra zauważono, że w niektórych miejscach, wystrzeliwana materia porusza się niemal z prędkością światła.

Dane rentgenowskie pozyskane w latach 2012-2017 pozwoliły prześledzić ruch dwóch „węzłów”, znajdujących się w strumieniu materii około 900 i 2 500 lat świetlnych od czarnej dziury M87*. Wykazano, że „węzły” przemieszczały się z prędkością odpowiednio 6,3 i 2,4 razy większą od prędkości światła. Oczywiście nic nie może poruszać się szybciej od światła, a wynikająca z danych prędkość jest tylko pozorna.

Źródło: NASA

W tym przypadku mamy do czynienia z superluminalnym ruchem. Jest to iluzja, która powstaje, gdy obiekty przemieszczają się z prędkością zbliżoną do prędkości światła niemal wzdłuż linii wzroku. Strumień materii porusza się w naszym kierunku niemal tak szybko, jak światło, które wytwarza i w ten sposób powstaje złudzenie, że ruch materii jest znacznie szybszy od prędkości światła.

Astronomowie widzieli wcześniej ten ruch w strumieniu pochodzącym z supermasywnej czarnej dziury M87* podczas obserwacji radarowych i optycznych, lecz dopiero dzięki obserwacjom rentgenowskim udało się zarejestrować prędkość. Okazało się również, że w latach 2012-2017, prędkość materii z „węzła” położonego około 900 lat świetlnych od czarnej dziury spadła o ponad 70%, co może być spowodowane utratą energii przez cząstki z powodu ciągłego wytwarzania promieniowania.