Введение
Астрономы, используя телескоп горизонта событий (EHT), сделали значительное открытие, отслеживая космический поток длиной 3,000 световых лет, исходящий от супермассивной черной дыры M87*. Эта черная дыра имеет уникальное значение, так как она стала первой, когда-либо изображенной человечеством. Понимание механизма формирования таких мощных потоков заряженных частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света, может открыть новые горизонты в астрономии.
M87*: Сердце галактики
M87* расположена в центре галактики Мессье 87 (M87), находящейся примерно в 55 миллионах световых лет от Земли. Историческое изображение этой супермассивной черной дыры, масса которой эквивалентна 6.5 миллиардам солнечных масс, было получено телескопом EHT в 2017 году и обнародовано в апреле 2019 года. Это открытие стало важным шагом в области астрономии, так как оно продемонстрировало возможность визуализации черных дыр.
Сравнение с Sagittarius A*
M87* не только более массивна, чем черная дыра в центре нашей галактики — Стрелец A* (Sgr A*), масса которой около 4 миллионов солнечных масс, но и активно поглощает окружающий газ и пыль, выбрасывая мощные потоки из своих полюсов. Однако источники этих потоков остаются предметом активных исследований и загадкой для ученых.
Наблюдения и открытия
Для получения более глубокого понимания потока, исходящего от этой супермассивной черной дыры, астрономы обратились к данным наблюдений EHT, полученным в 2021 году, с использованием техники, называемой очень длинной базовой интерферометрией (VLBI). Эта методика позволяет обнаруживать структуры вокруг супермассивных черных дыр на малых масштабах, такие как светящееся золотое кольцо супергорячей материи, которое стало доминирующим элементом изображения 2019 года и представляет собой «тень» черной дыры.
Связь между потоком и черной дырой
С помощью новых данных команда смогла соединить светящееся кольцо материи вокруг M87* с основанием потока, исходящего от этой супермассивной черной дыры, что дало вероятную точку его происхождения. Лидер команды Сурабх из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) отметил: «Это исследование представляет собой ранний шаг к соединению теоретических представлений о запуске потоков с прямыми наблюдениями. Определение, откуда может исходить поток и как он связан с тенью черной дыры, добавляет ключевой элемент к головоломке и указывает на лучшее понимание работы центрального двигателя черной дыры.»
Динамика изучения черной дыры
В процессе моделирования супермассивной черной дыры Сурабх обнаружил, что радиоволны, отсутствующие в наблюдениях EHT M87* в 2017 и 2019 годах, но присутствующие в 2021 году, вероятно, исходят из компактного региона, находящегося менее чем в одной десятой светового года от черной дыры. Этот регион связан с основанием потока M87* и соответствует южной части другого потока, видимого в радиоволнах.
Будущее наблюдений
Команда планирует провести дополнительные наблюдения M87*, чтобы лучше понять структуру ее потока и запечатлеть его мелкие детали. Это может привести к более глубокому пониманию того, как супермассивные черные дыры формируют окружающую их среду.
Заключение
Исследования, связанные с M87*, продолжают открывать новые горизонты в астрономии, и впереди нас ждут захватывающие открытия. Результаты команды были опубликованы в журнале «Астрономия и астрофизика» и представляют собой значительный вклад в понимание динамики черных дыр и их влияния на окружающую среду.
