Imaginea spectaculoasă cu inel portocaliu a găurii negre M87*, publicată în 2019 de Event Horizon Telescope, a marcat un salt uriaș în înțelegerea cosmosului extrem. Acum, aceeași țintă a astronomilor ne rezervă o surpriză și mai mare: câmpul magnetic din apropierea orizontului de evenimente și-a schimbat sensul în doar câțiva ani. Un asemenea fenomen nu a mai fost consemnat până acum în jurul unei găuri negre și declanșează numeroase întrebări despre dinamica plasmei la presiuni și temperaturi inimaginabile.
Pe scurt, câmpurile magnetice controlează modul în care materia cade în pitică și cum jeturile relativiste sunt lansate din centrul unei galaxii. Când un câmp magnetic își răstoarnă polaritatea, întreaga arhitectură a discurilor de acreție și a fluxului de particule poate fi puternic perturbată. În cazul M87*, schimbarea s-a petrecut surprinzător de rapid, sugerând prezența unor dinamici interne extrem de turbulente.
Un prim indiciu pentru această inversare vine de la observațiile polarimetrice realizate de EHT și de telescoapele asociate. Analizând modul în care undele radio sunt polarizate, cercetătorii pot deduce orientarea câmpului magnetic la scară de câteva raze gravitaționale. Între campania de observații din 2017 și următoarea tranșă de date a apărut nu doar o nuanță diferită a semnalului, ci chiar o polaritate opusă.
Ce mecanisme pot genera o asemenea revenire radicală? O posibilitate este activitatea unui „dynamo” magnetohidrodinamic brutal, produs de turbulențele din discul de acreție. În esență, agitația intensă din plasă de gaz și praf ar putea răsuci liniile de câmp și ar putea alimenta o buclă de feedback care își schimbă semnul. O altă ipoteză ia în calcul interacțiuni eventuale cu nori de materie mai densă sau furnizarea de câmp magnetic exterior, captat brusc de gaura neagră.
Simulările GRMHD (MagnetoHydroDinamică cu Relativitate Generală) sugerează că inversările de tipul celor observate la suprafața Soarelui se pot reproduce și în mediile mai exotice din jurul găurilor negre, dar cu timpi mult mai scurți. Pe Soare soluțiile inverșilor de câmp apar la intervale de 11 ani; în M87*, unde forțele gravitaționale și condițiile termice sunt cu milioanele de ori mai intense, dinamica poate accelera transformările.
Pe de altă parte, persoana care semnează studiul subliniază limitele datelor actuale. În viitor, combinarea observațiilor EHT cu date de la telescopul ALMA, cu studii în raze X de la Chandra și cu analize în infraroșu ar putea elucida exact locul unde apare inversarea și ce rol joacă particulele accelerate. Dacă vom putea surprinde și o corelație între evenimentele de strălucire bruscă și inversia câmpului, vom descifra modul în care energia este transferată și departajată între resturile de materie și jeturile relativiste.
Din perspectiva mea, acest fenomen este încă un semnal că găurile negre nu sunt obiecte pasive, ci laboratoare naturale ale fizicii extreme. Fiecare nouă surpriză – de la conturul umbrei gravitaționale la răsturnări de polaritate magnetică – ne obligă să refinăm modelele teoretice și să îmbunătățim rezoluția instrumentală. Ai putea spune că M87* ne provoacă permanent să regândim limitele cunoașterii.
În următorii ani, cercetătorii vor urmări nu numai intervalele de timp în care apar astfel de inversări, ci și amplitudinea și structura câmpului magnetic. Vom încerca să creăm hărți tridimensionale ale fluxului magnetic și ale vitezelor materiei. Pe măsură ce observăm și alte nuclee active de galaxie, vom verifica dacă fenomenele de inversie sunt universale sau specifice acestei suprata corpuri cosmice.
Concluzionând, descoperirea unei răsturnări de polaritate în câmpul magnetic al găurii negre M87* nu este doar o nouă fereastră deschisă spre înțelegerea proceselor extreme, ci și o invitație la reflecție despre cum interacționează gravitația cu magnetismul la cele mai înalte energii. Fiecare pixel din imaginea EHT ne aduce mai aproape de misterele universului, iar acum știm cu certitudine că aceste mistere mai au multe întorsături neașteptate.
