Ученые заметили фотонное кольцо вокруг сверхмассивной черной дыры

Гравитация сверхмассивной черной дыры настолько сильна, что у ее горизонта событий фотоны вынуждены совершить несколько оборотов, прежде чем вырваться. Этот эффект известен как фотонное кольцо. После наблюдений M87* исследователи предположили, что слабое фотонное кольцо скрывается внутри исторического изображения черной дыры. Теперь команда доказала ее наличие при помощи данных Event Horizon Telescope.

Изображение фотонного кольца M87*
Изображение фотонного кольца M87* (оранжевым) и синие контуры остального изображения. Авторство: Broderick et al. 2022, ApJ, 935, 61

Как сообщается в Astrophysical Journal, астрономы применили новый и сложный алгоритм, чтобы получить отпечаток фотонного кольца. Кроме того, команда также выделила заметный отпечаток релятивистского джета, простирающийся на десятки тысяч световых лет от этой сверхмассивной черной дыры.

Прорыв был нелегким. В 2017 году Event Horizon Telescope (EHT) использовал обсерватории по всему земному шару одновременно, превращая их в единый виртуальный телескоп размером с Землю. Это позволило астрономам увидеть сложное излучение вокруг сверхмассивной черной дыры в галактике M87 и Стрельце A*, которая находится в центре Млечного Пути. Излучение из ближайшего окружения гораздо ярче, чем фотонное кольцо, поэтому его невероятно трудно заметить. Однако EHT был разработан с упором на компьютерный анализ сложных данных, что позволило команде выделить фотонное кольцо из начальных наблюдений.

Инфографика, показывающая, как изображение сверхмассивной черной дыры в M87*
Инфографика, показывающая, как изображение сверхмассивной черной дыры в M87* становится все ближе и ближе к центральной черной дыре галактики. Изображение: EHT Collaboration

«Подход, который мы применили, предполагал использование нашего теоретического понимания того, как выглядят эти черные дыры, чтобы создать индивидуальную модель для EHT. Как результат, нам удалось определить фундаментальный признак гравитации вокруг черной дыры. Это похоже на включение прожектора, чтобы увидеть светлячков», — сказал Доминик Пеше, член команды из Центра астрофизики Гарвардского и Смитсоновского институтов.

Работа основана на оригинальных наблюдениях EHT за 2017 год. С тех пор было проведено несколько кампаний по наблюдению за M87*, Стрельцом A* и многими другими интересными объектами. Учитывая, сколько всего можно извлечь из оригинальных наблюдений, новый материал обеспечит еще больше представления о некоторых из самых экстремальных объектов в космосе.

Ранее мы сообщали о том, как астрономы усомнились в правдивости первого фото черной дыры.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine