23:00
Серповидная тень сверхмассивной черной дыры Мессье 87 колеблется

В 2019 году телескоп Event Horizon (EHT) доставил первые разрешенные изображения M87*, сверхмассивной черной дыры в центре гигантской эллиптической галактики Messier 87 (M87). Эти снимки были получены с использованием данных Экт-наблюдений, выполненных в апреле 2017 года. Потребовались дополнительные наблюдения, чтобы исследовать постоянство первичного признака изображения и количественно оценить изменчивость изображения. Чтобы удовлетворить эту потребность, астрономы проанализировали данные M87*, собранные с помощью массива телескопов proto-EHT в 2009, 2011, 2012 и 2013 годах. Анализ показывает поведение изображения черной дыры в течение этого периода, указывая на сохранение серповидного теневого признака, но также и изменение его ориентации — полумесяц, по-видимому, колеблется.

Коллаборация EHT представила первое прямое визуальное свидетельство сверхмассивной черной дыры в центре эллиптической галактики Messier 87 и ее тени. Тень черной дыры, которую мы видим здесь, ближе всего подходит к изображению самой черной дыры, абсолютно темного объекта, из которого не может вырваться свет. Граница черной дыры-горизонт событий, от которого она получила свое название, - примерно в 2,5 раза меньше тени, которую она отбрасывает, и составляет чуть менее 25 миллиардов миль (40 миллиардов километров) в поперечнике. Кредит изображения: сотрудничество EHT.

"EHT может обнаружить изменения в морфологии M87* на временных масштабах всего за несколько дней, но его общая геометрия должна быть постоянной на длительных временных масштабах”, - сказал доктор Мачек Вельгус, астроном из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

“В 2019 году мы впервые увидели тень черной дыры, но мы видели только изображения, наблюдаемые в течение недельного окна, которое слишком коротко, чтобы увидеть много изменений.”

Объединение данных proto-EHT за 2009-2013 годы с данными, приведшими к 2019 году, показало, что M87* придерживается теоретических прогнозов.

Форма тени черной дыры остается неизменной, а ее диаметр согласуется с общей теорией относительности Эйнштейна для черной дыры с массой 6,5 миллиарда солнечных масс.

“В этом исследовании мы показываем, что общая морфология или наличие асимметричного кольца, скорее всего, сохраняется на временных масштабах в несколько лет”, - сказал доктор Кадзу Акияма, астроном из Обсерватории сена Массачусетского технологического института.

"Это важное подтверждение теоретических ожиданий, так как последовательность на протяжении нескольких эпох наблюдений дает нам больше уверенности, чем когда-либо, в природе M87* и происхождении тени.”

Снимки внешнего вида сверхмассивной черной дыры M87*, полученные с помощью визуализации и геометрического моделирования, а также массив телескопов EHT в 2009-2017 годах. Диаметр всех колец одинаков, но расположение яркой стороны различно. Image credit: M. Wielgus, D. Pesce & EHT Collaboration.

В то время как диаметр полумесяца оставался неизменным, новые данные также доказывают, что он скрывал сюрприз: кольцо колеблется.

Газ, падающий на черную дыру, нагревается до миллиардов градусов, ионизируется и становится турбулентным в присутствии магнитных полей. Эта турбулентность приводит к тому, что внешний вид черной дыры меняется с течением времени.

“Поскольку поток материи, падающий на черную дыру, турбулентен, мы можем видеть, что кольцо колеблется со временем”, - сказал доктор Вельгус.

- Динамика этого колебания позволит нам ограничить поток аккреции.”

"Аккреционный поток содержит вещество, которое достаточно близко подходит к черной дыре, чтобы позволить нам наблюдать эффекты сильной гравитации, и в некоторых обстоятельствах позволяет нам проверить предсказания из общей теории относительности, как мы сделали в этом исследовании”, - сказал доктор Ричард Анантуа, астроном из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.

Многолетние данные ETH позволяют ученым оценить степень изменчивости внешнего вида кольца.

“На самом деле, мы видим там довольно много вариаций, и не все теоретические модели аккреционного потока допускают такую большую вариабельность”, - сказал доктор Вельгус.

“По мере того, как мы получим больше измерений в будущем, мы сможем уверенно накладывать ограничения на модели и исключать некоторые из них.”

В текущем исследовании команда использовала данные прото-ЭХТ, массива, включавшего телескопы в трех географических точках: комбинированный массив для исследований в области миллиметровой астрономии в Сидар-Флэт, Калифорния; субмиллиметровый телескоп на горе Маунт. Грэм в Аризоне; и субмиллиметровый массив, телескоп Джеймса Клерка Максвелла и Субмиллиметровая обсерватория Калтеха на Маунакеа в Гавайях.

“Эти ранние эксперименты с ЭХТ дают нам сокровищницу долгосрочных наблюдений, с которыми нынешняя ЭХТ, даже с ее замечательными возможностями визуализации, не может сравниться”, - сказал доктор Шеп Доулеман, директор-основатель ЭХТ.

“Когда мы впервые измерили размер Мессье 87 в 2009 году, мы не могли предвидеть, что это даст нам первое представление о динамике черных дыр.”

“Если вы хотите, чтобы черная дыра развивалась в течение десятилетия, нет никакой замены десятилетию данных.”

"Продолжающийся анализ прошлых наблюдений, наряду с новыми наблюдениями, приведет к лучшему пониманию динамических свойств M87* и черных дыр в целом”, - сказал доктор Вельгус.

"Мониторинг M87* с расширенным массивом EHT обеспечит новые изображения и гораздо более богатые наборы данных для изучения турбулентной динамики”, - сказал доктор Джеффри Бауэр, астроном из Института астрономии и астрофизики Academia Sinica.

“Мы уже работаем над анализом данных наблюдений 2018 года, полученных с помощью дополнительного телескопа, расположенного в Гренландии.”

“В 2021 году мы планируем провести наблюдения еще на двух объектах, обеспечив исключительное качество изображения. Это действительно захватывающее время для изучения черных дыр!”

Похожие материалы:

Так же рекомендуем посмотреть:

Как математик решил задачу, которая озадачивала компьютерщиков в течение 30 лет


Астрономы наблюдают за распадающейся кометой атлас


Кто как хочет: 3 современных вида оргазма, о которых вы не знали

Категория: Космос / Планеты / Технологии | Просмотров: 60 | Добавил: admin | Теги: самая черная дыра, эллиптическая галактика, прямое визуальное свидетельство, Смитсоновский центр астрофизики, Черная дыра, внешний вид, EHT, Серповидная тень сверхмассивной чер, дыры, ETH, сверхмассивная черная дыра, геометрическое моделирование, яркая сторона | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
avatar