14,6 тыс подписчиков
Астрономы впервые получили прямое изображение тени сверхмассивной чёрной дыры с её джетом.
В 2019 году всю планету облетело первое в истории изображение тени чёрной дыры. Это была сверхмассивная чёрная дыра, впоследствии названная гавайским словом Поэхи (Powehi) — «украшенное тёмным источником бездонное творение», в центре гигантской эллиптической галактики М87. Изображение создано на длине волны 1,3 миллиметра Телескопом горизонта событий (англ. Event Horizon Telescope, EHT), который представляет собой объединение из восьми радиотелескопов в разных уголках нашей планеты. Объединив их в единую сеть, астрономам удалось получить виртуальный аналог радиотелескопа размером с Землю, который и проводил наблюдения. Полученные данные были обработаны по специальному алгоритму, что и позволило получить знаменитое «изображение века». Как уже было указано, получено изображение не самой чёрной дыры (это невозможно, так как она не излучает и не отражает какое-либо излучение), а её тени. Однако благодаря этим свойствам (не излучать и не отражать свет) чёрная дыра должна быть видна как чёрное пятно на фоне остальных источников излучений. Оно и называется тенью. В реальности она примерно в 2 раза больше размеров чёрной дыры (определяются по границе горизонта событий — области, при преодолевании которой даже свет уже не может покинуть чёрную дыру) из-за искривления пространства чудовищной гравитацией этих объектов.
Однако учёные на этом не остановились. Группа астрономов во главе с Ру-Сен Лу (Ru-Sen Lu) из Шанхайской астрономической обсерватории в Китае опубликовала результаты наблюдений за ядром галактики М87, проведенных в апреле 2018 года при помощи интерферометра со сверхдлинной базой, состоявшего из радиотелескопов ALMA и GLT и интерферометра GMVA (Global Millimetre VLBI Array). Наблюдения велись на длине волны 3,5 миллиметра. Им удалось впервые получить одновременно изображения тени чёрной дыры и основания релятивистского джета, создаваемого ей.
Диаметр яркой кольцеобразной структуры вокруг чёрной дыры, возникающей из-за аккреции вещества на неё, составляет около 8,4 радиуса Шварцшильда, в предположении, что масса черной дыры в М87 составляет 6,5 миллиарда масс Солнца. Таким образом, кольцо выглядит больше и толще, чем на изображении, полученном проектом EHT, что связывается с большим вкладом линзированного чёрной дырой излучения аккреционного потока.
Наблюдаемая параболическая форма джета согласуется с моделью его образования благодаря процессу Блэндфорда — Знайека, в котором участвуют магнитные поля в эргосфере чёрной дыры. При этом наблюдаемая ширина струи в самой внутренней области больше, чем ожидалось в модели, что указывает на возможное присутствие ветров, связанного с аккреционным потоком, которые будут дополнительной излучающей компонентой.
Опубликованное изображение тени чёрной дыры и основания её джета. Цвета условные.
Credit: R.-S. Lu/SHAO; E. Ros/MPIfR; S. Dagnello/NRAO/AUI/NSF.
2 минуты
30 апреля 2023
142 читали