10 апреля 2019 года ученые из проекта "Телескоп горизонта событий" (EHT) опубликовали первую фотографию тени сверхмассивной черной дыры. Эта гигантская черная дыра с массой 6,5 миллиардов солнечных масс находится внутри эллиптической галактики M87.
На фотографии выше, сделанной с помощью космического телескопа Спитцера, представлена вся галактика М87 в области инфракрасного излучения. Фотография EHT, в свою очередь, была основана на радиодиапазоне и представляла тень черной дыры на фоне окружающего ее вещества высокой энергии.
Галактика M87 находится на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли. Она исследуется более 100 лет и неоднократно фотографировалась обсерваториями НАСА, такими как космический телескоп Хаббл, рентгеновская обсерватория Чандра и NuSTAR. В 1918 году астроном Хебер Кертис первым заметил «своеобразный простой луч», выходящий из центра галактики. Эта яркая струя высокоэнергетического вещества, собранного в круговорот материи, быстро вращающейся вокруг черной дыры, видна во многих диапазонах излучения, от радиоволн до рентгеновских лучей. Когда частицы, образующие джеты, сталкиваются с межзвездной средой (редкое вещество, заполняющее пространство между звездами внутри M87), они образуют ударную волну, которая сияет в инфракрасном и радиодиапазоне, но не в видимом диапазоне.
Струя (джет), расположенная справа от центра галактики, почти точно направлена к Земле. Его яркость усиливается благодаря высокой скорости в нашем направлении, но в еще большей степени благодаря «релятивистским эффектам», которые связаны с тем, что вещество в струе движется со скоростью, близкой к скорости света. Траектория струи лишь незначительно отклоняется от нашей прямой видимости, поэтому мы можем видеть ее длину. Ударная волна начинается в точке, где струя, кажется, изгибается вниз, выделяя области, где быстро движущиеся частицы сталкиваются с газом в галактике и замедляются.
Вторая струя, напротив, удаляется от нас так быстро, что релятивистские эффекты делают ее невидимой во всех диапазонах излучения. Однако ударная волна, создаваемая ей в межзвездной среде, все еще видна.
Ударная волна, расположенная слева от центра галактики, напоминает перевернутую букву C. Хотя она не видна в видимом диапазоне, ее можно увидеть на изображениях в радиодиапазоне, например на следующем изображении, полученном с помощью очень большого радиотелескопа (VLA).
Благодаря комбинации наблюдений в инфракрасном, радио, видимом, рентгеновском и чрезвычайно энергичном гамма-излучении ученые могут изучать физику этих сильных джетов. Исследователи все еще пытаются построить достойную теоретическую основу наших знаний о том, как газ, впрыскиваемый в черную дыру, приводит к созданию этих струй.
Источник: Лаборатория реактивного движения NASA
