Новое изображение сверхмассивной черной дыры демонстрирует спиральные линии таинственных магнитных сил

Астрофизики международного проекта Event Horizon Telescope (EHT) / «Телескоп горизонта событий» впервые получили изображение тени сверхмассивной черной дыры в галактике М87, находящейся примерно в 55 миллионах световых лет от Земли, в поляризованном свете. Статьи с результатами исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters (1, 2), кратко о работе рассказывает пресс-релиз на сайте Европейской южной обсерватории. Новое детализированное изображение одного из самых загадочных (если не вообще — самого загадочного) объектов Вселенной получила та же международная группа астрофизиков, которая подарила нам самое первое изображение черной дыры (если быть точным, ее горизонта событий). По иронии судьбы, черные дыры также являются одними из самих ярких объектов во Вселенной. Это обусловлено процессами, которые происходят за пределами горизонта событий, — сильное гравитационное поле стягивает огромные объемы материи в аккреционный диск. Процессы, происходящие в диске, сопровождаются яркими джетами — излучениями струй частиц перпендикулярно оси черной дыры, от которых исходит еще больше света, чем от диска, поскольку они взаимодействуют с окружающим межзвездным материалом.

Наблюдения проводились еще в апреле 2017 года, но только недавно ученые завершили анализ данных и систематизировали все открытия.

Они обнаружили, что большая часть темно-оранжевого излучения, окружающего «рот» черной дыры, фильтруется через плотную завесу из магнитной энергии, которую можно нанести на карту и измерить с беспрецедентной точностью. Надев пару радиоастрономических эквивалентов поляризованных солнцезащитных очков, астрономы сосредоточили свое внимание на космическом теле с целью выявить четкие линии магнитной энергии, следующие внутрь ЧД. Им удалось измерить напряженность магнитного поля вблизи черной дыры и построить карту силовых линий поля, а также определить параметры плазмы. Для любителей точных цифр: средняя электронная плотность плазмы в излучающей области вблизи черной дыры — 104–7 частиц в кубическом сантиметре, напряженность магнитного поля — 1–30 гауссов, электронная температура плазмы — (1–12)×1010 кельвинов. Также ученым удалось оценить среднюю скорость аккреции вещества на черную дыру — она составила (3–20)×10-4 масс Солнца в год.

Полученные данные описываются магнитогидродинамической моделью сильно намагниченной плазмы, что говорит о важной роли магнитного поля в способности черной дыры поглощать космический материал и выбрасывать его во Вселенную. Астрономы все еще пытаются понять, какие конкретно механизмы управляют всем этим хаосом.

Проект EHT (Event Horizon Telescope) — глобальная интерферометрическая сеть из десяти радио- и миллиметровых обсерваторий, работающих на длине волны 1,3 миллиметра. Благодаря синхронизации работы отдельных телескопов при помощи атомных часов и использовании суперкомпьютеров для обработки данных ученым удалось создать единый телескоп и получить первое изображение горизонта событий сверхмассивной черной дыры в центре активной эллиптической галактики M87.

В будущем ученые продолжат изучать отдельные аспекты устройства и поведения черных дыр с целью их дальнейшего изучения, что, вероятно, и приведет к новым открытиям.