Получены беспрецедентные изображения черной дыры
Изображение: EHT Collaboration / NASA / Caltech-NuSTAR
Международная группа астрономов, включая коллаборацию Event Horizon Telescope (EHT), впервые получила беспрецедентные изображения черной дыры в галактике М87 и ее окрестностей во всем диапазоне спектра электромагнитных волн. Результаты наблюдения, представленные в статье в журнале The Astrophysical Journal Letters, помогут разобраться в механизмах возникновения космических лучей, высокоэнергетического светового излучения и релятивистских струй.
При поглощении вещества сверхмассивной черной дырой возникают струи плазмы (джеты), которые достигают околосветовых скоростей и испускают излучение, охватывающее весь электромагнитный спектр, от радиоволн до видимого света и гамма-лучей. Для каждой черной дыры характерен особый паттерн излучения, по которому можно определить свойства источника, например, скорость вращения и количество выделяемой энергии. В то же время паттерн меняется со временем, поэтому необходимы скоординированные действия многих наблюдателей.
Данные были собраны командой из 760 ученых и инженеров из почти 200 учреждений из 32 стран. Наблюдения проводились с конца марта до середины апреля 2017 года. Каждый астрономический инструмент, применявшийся в исследовании, предоставил собственную информацию о свойствах черной дыры в центре M87, которая находится примерно в 55 миллионах световых лет от Земли.
Оказалось, что интенсивность света, излучаемого веществом вокруг сверхмассивной черной дыры, была самой низкой из когда-либо наблюдавшихся, что создало идеальные условия для наблюдения «тени» черной дыры. Это также позволило наблюдать излучения различных длин волн как в окрестностях объекта, так и на расстоянии десятков тысяч световых лет.
Ученые планируют использовать полученные данные для улучшения проверок общей теории относительности Эйнштейна. В настоящее время эти проверки проводить сложно из-за того, что неизвестно, как свойства вещества, поглощаемого черной дырой, определяют итоговое излучение. Так, пока ученые не знают точную причину образования космических лучей, хотя предполагается, что их источником являются сверхмассивные черные дыры. Согласно полученным результатам, сами космические лучи не возникают вблизи горизонта событий, иначе бы в этом месте они порождали гамма-лучи, чего не наблюдается.
В настоящее время коллаборация EHT продолжает наблюдения за черными дырами в М87 и в Млечном Пути, добавив к имеющимся инструментам три новых радиотелескопа: Гренландский телескоп, 12-метровый телескоп Китт-Пик в Аризоне и NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) во Франции.