С помощью Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) астрономы проследили путь гигантского космического «факела» длиной в 3000 световых лет до его источника — сверхмассивной черной дыры M87*, которая имеет честь быть первым объектом такого рода, сфотографированным человечеством. Этот прорыв может помочь ученым лучше понять, что создает эти мощные струи (джеты) заряженных частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света.
M87* находится в центре галактики Messier 87 (M87), расположенной примерно в 55 миллионах световых лет от Земли. Историческое изображение этой сверхмассивной черной дыры, масса которой эквивалентна 6,5 миллиардам солнц, было получено EHT в 2017 году и обнародовано в апреле 2019 года.
Эта сверхмассивная черная дыра не только массивнее той, что находится в сердце Млечного Пути, — Стрельца A* (около 4 миллионов солнечных масс), — но и является активной. Это означает, что она жадно поглощает окружающий газ и пыль, одновременно выбрасывая мощные джеты со своих полюсов. Однако точный источник этих струй вблизи их центральных «двигателей» и механизм, приводящий их в действие, до сих пор остаются загадкой.
Чтобы лучше понять природу джета этой черной дыры, астрономы обратились к наблюдениям EHT за M87, проведенным в 2021 году с использованием метода интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI). Эта техника позволяет выявить структуры вокруг сверхмассивных черных дыр в мельчайших деталях, такие как сияющее золотое кольцо из перегретой материи, которое доминировало на снимке 2019 года и по сути является «тенью» черной дыры. Используя новые наблюдения, команде наконец удалось соединить сияющее кольцо материала вокруг M87 с основанием джета, извергающегося из этой черной дыры, определив вероятную точку его зарождения.
«Это исследование представляет собой ранний шаг к соединению теоретических идей о запуске джетов с непосредственными наблюдениями, — заявил в своем обращении руководитель группы Саурабх из Института радиоастрономии им. Макса Планка (MPIfR). — Определение того, где может зарождаться джет и как он связан с тенью черной дыры, добавляет ключевой фрагмент к пазлу и указывает путь к лучшему пониманию работы центрального механизма».
Проведя моделирование сверхмассивной черной дыры, Саурабх обнаружил, что радиоизлучение, которое отсутствовало в наблюдениях EHT за M87* в период с 2017 по 2019 год, но присутствовало в данных 2021 года, вероятно, исходит из компактной области, расположенной менее чем в одной десятой светового года от черной дыры. Эта область связана с основанием джета M87* и соответствует южному рукаву другого джета, наблюдаемого в радиодиапазоне.
«Мы наблюдали внутреннюю часть джета M87 с помощью глобальных экспериментов VLBI в течение многих лет, с постоянно увеличивающимся разрешением, и наконец смогли разрешить тень черной дыры в 2019 году, — сказал член команды Хендрик Мюллер из Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO). — Потрясающе видеть, как мы постепенно движемся к объединению этих прорывных наблюдений на разных частотах и завершаем картину области запуска джета».
Теперь команда планирует провести дополнительные наблюдения за M87*, чтобы лучше понять структуру её джета и получить изображение его тонких деталей. Это может привести к более глубокому пониманию того, как сверхмассивные черные дыры формируют окружающую их среду.
Будущее изображений черных дыр выглядит ярким.
Результаты работы команды были опубликованы 28 января в журнале Astronomy & Astrophysics. Это открытие подобно тому, как впервые увидеть не только вулкан, но и само жерло, из которого вырывается лава. Установление прямой связи между тенью черной дыры — областью гравитационного плена — и её мощнейшим выбросом в межгалактическое пространство открывает новую эру в изучении того, как эти космические монстры не только поглощают, но и преобразуют энергию, влияя на судьбы целых галактик.
Поделитесь в вашей соцсети👇
Ваш комментарий