RW Space

Магнитные поля, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры Стрельца А* в нашей галактике, теперь были обнаружены с помощью искривленного света.

Команда ученых обнаружила и измерила эффект поляризации на захватывающем прямом изображении тень сержанта А*. И, что интересно, оно обнаруживает структуру магнитного поля, похожую на единственную другую тень сверхмассивной черной дыры, которую когда-либо видели напрямую – M87*.

«То, что мы видим сейчас, — это то, что существуют сильные, искривленные и организованные магнитные поля вблизи черной дыры в центре галактики Млечный Путь», — говорит астрофизик Сара Иссаун из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

«Наряду с тем, что Sgr A* имеет поразительно похожую на эту структуру поляризации. Наблюдая за гораздо большей и мощной черной дырой M87*, мы узнали, что сильные и упорядоченные магнитные поля имеют решающее значение для того, как черные дыры взаимодействуют с газом и материей вокруг них».

Фотосъемка черной дыры Дыры — нетривиальное дело, и коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) уже много лет работает над сбором данных для обработки изображений Sgr A* и M87*.

Но эти усилия не приносят результатов. Остановитесь на этом: следующий шаг — интерпретировать данные, чтобы выяснить, как работают сверхмассивные черные дыры.

Один из способов сделать это — посмотреть, как колебания света ориентируются или поляризуются под действием среда черной дыры. Электроны, ускоряющиеся вдоль мощных силовых линий магнитного поля, излучают свет, известный как синхротронное излучение. Чтение поляризации этого светового спектра показывает силу и ориентацию линий магнитного поля.

«Изображая поляризованный свет горячего светящегося газа вблизи черных дыр, мы напрямую делаем выводы о структуре и силе магнитных полей, которые направляйте поток газа и вещества, которые черная дыра питает и выбрасывает», — говорит астрофизик Анджело Рикарте из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

«Поляризованный свет учит нас гораздо больше об астрофизике, свойства газа и механизмы, которые происходят при питании черной дыры».

Работа по обнаружению магнитного поля Sgr A* была двухсторонней. Первым шагом было обнаружение поляризации света, наблюдаемого с помощью восьми различных телескопов, включая мощную Большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Атакамы – одну из обсерваторий по всему миру, использовавшуюся для получения первоначального изображения черной дыры.

После того, как сигнал был выделен из данных, ученым нужно было понять, что он означает – составить карту самого магнитного поля.

Результаты показывают мощное магнитное поле, которое вращается вокруг Стрельца А* и проходит сквозь него. облако светящейся пыли, окружающее его. И это магнитное поле было удивительно похоже на магнитное поле вокруг M87* — первой тени сверхмассивной черной дыры, которую когда-либо видел мир.

Это интересно, потому что между ними есть довольно существенные различия. Sgr A* примерно в 4,3 миллиона раз превышает массу Солнца и вообще не очень активен. M87* имеет массу около 6,5 миллиардов Солнц (плюс-минус) и действительно очень активна. Было бы неудивительно увидеть различную динамику в пространстве вокруг них; но мы здесь, со сверхъестественным сходством.

Это говорит о том, что физика вокруг черных дыр довольно хорошо масштабируется, что дает нам новый инструмент для интерпретации их поведения в будущем и предлагает особенности, которые нужно искать.

«На примере двух черных дыр — с очень разными массами и очень разными родительскими галактиками — важно определить, в чем они согласны, а в чем не согласны», — говорит физик Мариафелиция Де Лаурентис из Неаполитанского университета имени Федерико II в Италии.

«Поскольку оба указывают нам на сильные магнитные поля, это предполагает, что это может быть универсальной и, возможно, фундаментальной особенностью систем такого типа. Одним из сходств между этими двумя черными дырами может быть струя, но хотя мы изобразили очень очевидный из них в M87*, нам еще предстоит найти его в Sgr A*.»

Нам просто придется продолжать поиски.

Результаты исследования были опубликованы в двух статьях в The Astrophysical Journal Letters. Их можно найти здесь и здесь.