Фото: ESO
Найбільш детальний знімок чорної діри
Астрономи змогли підтвердити, що магнітні поля керують рухом речовини поблизу горизонту подій.
Астрофізики міжнародного проекту Event Horizon Telescope вперше отримали зображення тіні надмасивної чорної діри в поляризованому світлі, яке розкрило магнетизм гарячого газу, що світиться навколо неї.
Вважається, що ці магнітні поля грають вирішальну роль у тому, як чорна діра скидає матерію і запускає потужні плазмові струмені на тисячі світлових років у космос. Корреспондент.net розповідає подробиці.
Критична роль магнітних полів
У квітні 2019 року вчені отримали
перший в історії знімок чорної діри, а точніше горизонту подій, довівши, що ці гігантські об'єкти дійсно існують. На отриманому зображенні була видна тінь чорної діри на тлі її акреційного диска - яскравий вихор надгарячого газу, що обертається навколо темного центру чорної діри.
Нову деталізовану фотографію найзагадковішого явища у Всесвіті отримала та ж міжнародна група астрофізиків - колаборація міжнародного проекту Event Horizon Telescope (Телескоп горизонту подій, EHT),
повідомила Європейська південна обсерваторія 24 березня.
Event Horizon Telescope - це глобальний радіоінтерферометр із наддовгою базою, що складається з восьми обсерваторій і працює на довжині хвилі 1,3 міліметра.
Перша фотографія чорної діри була отримана завдяки синхронізації роботи окремих телескопів за допомогою атомного годинника і використання суперкомп'ютерів для обробки даних.
Об'єктом вивчення є надмасивна чорна діра в центрі активної еліптичної галактики Messier 87. Вчені очікують, що в міру розвитку проекту і включення до його складу нових телескопів вдасться отримати зображення тіні надмасивної чорної діри в центрі Чумацького шляху.
Надмасивні чорні діри є області простору-часу, гравітація яких настільки сильна, що навіть фотони світла не можуть їх покинути.
На сьогоднішній день наука вважає, що тільки зірки масою вище 15 сонячних, можуть колапсувати в чорні діри в самому кінці їхньої еволюції, коли матеріал для термоядерних реакцій вичерпаний і внутрішній тиск не може утримувати зовнішні шари світила, через що ті падають у центр.
У нових роботах описано аналіз даних поляриметричних спостережень за М87. Поляризоване синхротронне випромінювання несе інформацію про конфігурацію магнітного поля і властивості намагніченої плазми поблизу чорної діри.
Це дозволяє перевірити моделі акреції речовини на чорну діру і механізмів утворення релятивістського джета - струменів речовини, що вириваються з ядра галактики M87 і тягнуться як мінімум на п'ять тисяч світлових років від її центру.
Команда знайшла докази того, що деякі магнітні поля петляють навколо чорної діри разом з диском матеріалу, що закручується в неї.
Смуги, що закручуються у воронку, - це силові лінії магнітного поля в околицях чорної діри // ESO
Джейсон Декстер, астрофізик з Університету Колорадо в Боулдері, зазначає, що "в цьому магнітному полі є цікавий компонент, який не просто слідує за рухом газу".
Деякі лінії магнітного поля направлені вгору або вниз перпендикулярно від акреційного диска або вказують прямо до чорної діри або від неї. За його словами, ці магнітні поля повинні бути дуже сильними, щоб їх не забирав вихор падаючого газу.
Такі сильні магнітні поля можуть фактично відштовхувати частину матеріалу, що спірально направляється до чорної діри, допомагаючи їй протистояти гравітації, говорить співавтор дослідження Моніка Мосцібродзька, астрофізик з Університету Радбауд у Неймегені.
Як розповіли автори дослідження газеті New York Times, тепер вони можуть детально вивчити, як чорна діра направляє матеріал до свого центру.
На думку Деніела Хольца, астрофізика з Чиказького університету, який не брав участі в дослідженні, ці релятивістські струмені є одними з найбільш екстремальних явищ у природі. Поєднання гравітації, гарячого газу і магнітних полів виробляє промінь, що перетинає всю галактику, зазначає вчений.
Для опису того, що відбувається в околицях надмасивних чорних дір, астрономи створили безліч різних моделей. Завдяки новим даним вони прийшли до висновку, що тільки ті моделі, які припускають присутність сильно намагніченого газу, можуть пояснити спостережувану поблизу горизонту подій картину.
Іншими словами, астрономи змогли підтвердити, що магнітні поля дійсно керують рухом речовини поблизу горизонту подій і грають критичну роль у формуванні джетів. Однак конкретні деталі цього процесу, а також причину такої величезної протяжності струменів речовини їм ще належить з'ясувати.