Фото:
РИА Новости
Ученые подняли архивные данные астрономических наблюдений и выяснили, что тень черной дыры М87* меняется со временем — она мерцает и переливается. Результаты исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal.
M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration
В 2017 году Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) получил первый в истории астрономических наблюдений снимок черной дыры. На нем запечатлена сверхмассивная черная дыра М87* в центре эллиптической галактики Messier 87 (М87) в созвездии Девы.
Общая теория относительности предсказывает, что сверхплотные объекты типа черных дыр искажают пространство-время и нагревают окружающий материал до такой степени, что он начинает светиться. «Подсвеченное» искривленное пространство-время, согласно теории, дает асимметричную тень.
Изображение 2017 года полностью подтвердило теорию. На нем хорошо видна серповидная тень М87* с неравномерным распределением яркости.
Ученые из коллаборации EHT решили поднять архивные данные Телескопа горизонта событий за 2009—2013 годы и посмотреть, как вела себя область тени раньше.
EHT состоит из множества радиотелескопов по всему мир, выполняющих синхронизированные наблюдения с использованием метода интерферометрии с очень длинной базой (VLBI). Вместе они образуют виртуальную радиотарелку размером с Землю, что обеспечивает исключительно высокое разрешение изображений.
Проект стартовал в 2009 году, однако до 2012 года массив EHT включал всего три радиотелескопа, в 2013 году их стало четыре, а в 2017-м — пять. После этого качество изображений сильно выросло, а ученые получили первый снимок черной дыры. Об этом событии было объявлено в апреле 2019 года.
Так как данные 2009—2013 годов гораздо менее детальные, чем наблюдения 2017 года, для их сопоставления ученые использовали статистическое моделирование, основанное на геометрических предположениях.
Анализ архивных данных показал, что тень уже присутствовала в более ранних наблюдениях. Ее местоположение и размер с 2009 года не изменились, но за это время несколько раз менялось азимутальное распределение яркости. Оказалось, что темный сектор тени постоянно перемещается, и кольцо как бы "переливается".
«Анализ данных показывает, что ориентация и тонкая структура кольца меняются со временем. Это дает первое представление о динамической структуре аккреционного потока, окружающего горизонт событий, — приводятся в пресс-релизе немецкого Института радиоастрономии Макса Планка слова одного из авторов исследования Томаса Кричбаума (Thomas Krichbaum). — Изучение этой области будет иметь решающее значение для лучшего понимания того, как черные дыры срастаются с веществом и запускают релятивистские джеты».
Авторы объясняют мерцание тем, что газ, падающий на черную дыру, нагревается до миллиардов градусов, ионизируется и становится турбулентным в присутствии магнитных полей. Поскольку поток вещества турбулентный, яркость кольца со временем становится мерцающей.
Ученые отмечают, что такая гипотеза ставит под сомнение некоторые теоретические модели аккреции, и для ее подтверждения нужны дальнейшие наблюдения.
«Мониторинг временной структуры M87 с помощью EHT — это задача, которая будет держать нас в напряжении в течение нескольких следующих лет. Мы работаем над анализом данных 2018 года и готовим новые наблюдения в 2021 году», — заключает Антон Зенсус, директор Института радиоастрономии Макса Планка и председатель-основатель Совета по сотрудничеству EHT.
Авторы надеются, что расширение возможностей EHT за счет добавления новых телескопов позволят получить в будущем более детальное изображение тени черной дыры M87* и самой внутренней струи радиогалактики M87.
Источник: rambler.ru
