Ученые говорят, что что-то не так в этом культовом изображении черной дыры
Помните это удивительное «первое изображение» черной дыры Стрельца A* (Sgr A) в центре Млечного Пути? По мнению исследователей Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), это может быть не совсем точно.
Вместо этого аккреционный диск вокруг Стрельца A* может быть более вытянутым, а не круглой формой, которую мы впервые увидели в 2022 году.
Ученые из NAOJ применили различные методы анализа к данным Sgr A*, впервые полученным командой телескопа Event Horizon (EHT). Данные EHT поступили от сети из восьми наземных радиотелескопов. Исходный анализ показал яркую кольцевую структуру, окружающую темную центральную область.
Повторный анализ привел к разная форма подразумевает что-то о движении и распределении материи в диске.
Справедливости ради обеим командам, Данные радиоинтерферометрии, как известно, сложны для анализа. По мнению астронома NAOJ Миёси Микато, округлый вид может быть обусловлен тем, как было построено изображение.
«Мы предполагаем, что изображение кольца появилось в результате ошибок во время анализа изображений EHT и что его часть была артефактом, а не реальной астрономической структурой», — предположил Миёси.
Объяснение появления черной дыры
Итак, что же делает Sgr A * как выглядит повторный анализ NAOJ?
«Наше изображение слегка вытянуто в направлении восток-запад направлении, и восточная половина ярче, чем западная», — сказал Миёси.
«Мы думаем, что это внешний вид означает, что аккреционный диск, окружающий черную дыру, вращается со скоростью около 60 процентов скорости света.»
Аккреционный диск заполнен перегретым материалом, «кружащим по каналу», утекающим в черную дыру массой 4 миллиона солнечных. Когда он проходит через аккреционный диск, трение и действие магнитных полей нагревают материал. Это заставляет его светиться, в основном в рентгеновских лучах и видимом свете, а также испускать радиоизлучение.
На форму аккреционного диска также влияют различные факторы, включая вращение самой черной дыры. Кроме того, на форму влияет скорость аккреции (то есть количество материала, попадающего в диск), а также угловой момент материала.
Гравитационное притяжение черной дыры также искажает наше представление об аккреционном диске. Подобное искажение типа «забавного зеркала» невероятно затрудняет изображение. Как оказалось, любой вид фактической формы диска – исходный круглый вид EHT или вытянутый вид NAOJ – может быть точным.
Итак, почему же существуют разные взгляды на черную дыру?
Как же команды получили два несколько разных изображения Стрелка А*, используя одни и те же данные?
«Телескопа нет может идеально запечатлеть астрономическое изображение», — отметил Миёси. Что касается наблюдений EHT, оказывается, что интерферометрические данные от широко связанных телескопов могут иметь пробелы. Во время анализа данных ученым приходится использовать специальные методы, чтобы построить полное изображение. Именно это и сделала команда EHT, получив в результате изображение «круглой черной дыры».
Команда Миёши опубликовала документ, описывающий их результаты. В нем они предполагают, что кольцевая структура на изображении 2022 года, опубликованном EHT, является артефактом, вызванным неровной функцией распределения точек (PSF) данных EHT.
PSF описывает, как система визуализации обращается с точечным источником в наблюдаемой области. Это помогает оценить степень размытия, возникающего из-за несовершенства оптики (или, в данном случае, пробелов в интерферометрических данных). Другими словами, у него были проблемы с «заполнением» пробелов.
Команда NAOJ повторно проанализировала данные и использовал другой метод сопоставления, чтобы сгладить пробелы в данных. Это привело к удлиненной форме аккреционного диска Sgr A*.
Половина диска ярче, и они предполагают, что это связано с доплеровским усилением, поскольку диск быстро вращается. Они предполагают, что недавно проанализированные данные и удлиненное изображение показывают часть диска, которая находится в нескольких радиусах Шварцшильда от черной дыры, вращается очень быстро и рассматривается под углом 40–45°.
Что дальше?
Этот повторный анализ должен помочь лучшее понимание того, как на самом деле выглядит аккреционный диск Sgr A*. Исследование Sgr A* с помощью EHT, в результате которого в 2022 году были опубликованы изображения, стало первой подробной попыткой нанести на карту область вокруг черной дыры.
Консорциум EHT работает над улучшениями для получения более качественных и подробных интерферометрических изображений этой и других черных дыр. В конечном итоге это должно привести к получению более точных данных.
Последующие исследования должны помочь заполнить любые пробелы в наблюдения за аккреционным диском. Кроме того, детальные исследования ближайшего окружения вокруг черной дыры должны дать больше подсказок о черной дыре, скрытой внутри диска.
Эта статья была первоначально опубликована журналом Universe Today. Прочтите оригинал статьи.
