Гигантская черная дыра, которую мы впервые увидели, теперь … сверкает

Гигантская черная дыра, которую мы впервые увидели, теперь … сверкает

В прошлом году мир впервые с всеобщим удивлением взглянул на реальное прямое изображение тени черной дыры.

Теперь, оглядываясь на более ранние, более рудиментарные изображения, ученые обнаружили доказательства того, что кольцо вокруг M87* колеблется, из-за чего оно выглядит так, как будто оно сверкает.

Исторический снимок прошлого года стал подвигом кропотливой работы, который довел нашу технологию наблюдений до предела. Это было кульминацией многолетних усилий и планирования, но окончательное изображение было составлено на основе наблюдений за одну неделю, сделанных в 2017 году.

Однако в более ранние годы работы над проектом Event Horizon Telescope команда провела наблюдения за целью — черной дырой в центре галактики M87, расположенной в 55 миллионах световых лет от нас, — используя прототипы телескопов.

Эти наблюдения, сделанные между 2009 и 2012 годами, не собрали достаточно данных для изображения.

Но когда астрономы пытались определить, как кольцо вокруг черной дыры меняется с течением времени, они обнаружили, что было достаточно данных, чтобы подтвердить симуляцию колебаний яркости кольца.

«В прошлом году мы видели изображение тени черной дыры, состоящее из яркого полумесяца, образованного горячей плазмой, вращающейся вокруг M87*, и темной центральной части, где, как мы ожидаем, будет горизонт событий черной дыры», — пояснил астроном Мацек Вильгус из Гарвардского Смитсоновского центра астрофизики.

«Основываясь на результатах прошлого года, мы задали следующие вопросы: соответствует ли этот полумесяц морфологии архивных данных? Могут ли архивные данные указывать на аналогичный размер и ориентацию полумесяца?»

(M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration).

Команда использовала подход статистического моделирования, основанный на структуре, использованной для анализа данных за 2017 год. Эти данные также послужили отправной точкой для их модели, и данные, полученные из массивов прототипов, использовались для ее ограничения.

И они обнаружили, как и предсказывает общая теория относительности, что тень черной дыры — круг в середине светящегося золотого кольца — сохранялась на протяжении всего периода времени, сохраняя тот же диаметр на протяжении многих лет. Исследователи заявили, что это еще одно подтверждение природы M87*.

Хотя этот результат был ожидаемым, другого результата не было.

Когда вы смотрите на изображение M87*, вы не можете не заметить, что часть кольца намного ярче.

Это кольцо состоит из пыли и газа, которые кружатся и попадают в черную дыру в аккреционном диске, а неравномерная яркость — это еще один эффект, предсказываемый общей теорией относительности, который называется эффектом Доплера.

Поскольку часть кольца вращается ближе к нам, зрителю, она кажется ярче; вращающаяся часть кажется более тусклой.

В своей реконструкции команда обнаружила, что эта яркая область не остается на месте — она движется, как будто блестит или сверкает.

Команда объясняет это движение турбулентностью потока. И это многое говорит нам о регионах вокруг сверхмассивной черной дыры и о влиянии, которое она оказывает на материю вокруг нее.

Турбулентность потока может быть вызвана множеством причин. Величина вращения черной дыры равна единице. Другое дело — структура магнитного поля в самом аккреционном диске.

Она может быть вызвана магнитовращательной нестабильностью или несоответствием спина черной дыры и аккреционного потока.

Магнитное поле также имеет отношение к образованию релятивистских джетов. Это мощные потоки плазмы изнутри аккреционного кольца, которые ускоряются вокруг горизонта событий черной дыры и запускаются в космос с релятивистскими скоростями.

Поскольку более ранние данные относительно не  точны, на самом деле пока невозможно сделать какие-либо выводы. Но работа телескопа Event Horizon еще далека от завершения. Он состоит из сети радиотелескопов, охватывающих весь земной шар, и каждый новый объект, который добавляет свои возможности, только увеличивает его мощность.

Еще один телескоп был добавлен для наблюдений в 2018 году — эти данные в настоящее время анализируются. В следующем году будут проведены новые наблюдения с участием еще двух телескопов.

«Расширенные возможности построения изображений, обеспечиваемые этим массивом, обеспечат более подробное изображение тени черной дыры M87* и внутреннего джета радиогалактики M87», — сказал астроном Антон Зенсус из Института радиоастрономии Макса Планка. Германия.

Нам не терпится увидеть, что они найдут.

Исследование опубликовано в The Astrophysical Journal.

logo

Автор публикации

не в сети 20 часов

Виктория Ветрова

23
Космос полон тайн...
Комментарии: 4Публикации: 3158Регистрация: 14-12-2012