В 2019 году астрономы представили миру первый в истории снимок черной дыры в центре галактики M87. Теперь, изучив архивные неопубликованные данные о черной дыре, ученые обнаружили доказательства того, что кольцо вокруг нее колеблется, из-за чего оно выглядит так, будто блестит. Об этом сообщается на сайте Телескопа горизонта событий.
Исторический снимок прошлого года стал результатом кропотливой работы, который довел технологию звездных наблюдений до предела возможностей. Это требовало долгих усилий и планирования, хотя окончательный снимок составили на основе лишь одной недели наблюдений в 2017 году. Однако перед этим исследователи изучали M87*, расположенную в 55 миллионах световых лет от нас, используя прототипы телескопов.
Наблюдения проводились с 2009 по 2012 годы, собранных тогда данных не хватило для создания снимка. Но когда астрономы пытались определить, как кольцо вокруг черной дыры меняется с течением времени, они обнаружили, что старых данных достаточно, чтобы подтвердить колебания его яркости в симуляции.
«В прошлом году мы увидели изображение тени черной дыры, состоящее из яркого полумесяца — горячей плазмы, вращающейся вокруг M87* — и темной центральной части, где, как мы ожидаем, находится горизонт событий», — объяснил астроном Мацек Вильгус из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Основываясь на полученных результатах, ученые задались вопросом, могут ли архивные данные указывать на аналогичную морфологию объекта.
Команда использовала подход статистического моделирования, основанный на структуре для анализа данных за 2017 год. Эти данные также послужили отправной точкой для основной модели, а данные от прототипов использовались для ее ограничения.
И они обнаружили, как и предсказывает общая теория относительности, что тень черной дыры — круг в середине светящегося золотого кольца — не менялся на протяжении всего периода времени, сохраняя диаметр в течение многих лет. Исследователи заявили, что это еще раз подтверждает природу M87*. Правда, получить другую находку ученые никак не ожидали.
Если посмотреть на снимок M87*, легко заметить, что одна часть обода черной дыры намного ярче. Это кольцо состоит из пыли и газа, которые поглощаются черной дырой в аккреционном диске. Неравномерная яркость — еще один эффект, предсказываемый общей теорией относительности, который называется эффектом Допплера.
По логике, часть кольца, расположенная ближе к наблюдателю, оказывается ярче, а дальняя тускнеет. Однако моделирование показало, что яркая область M87* не имеет фиксированного положения, а двигается по окружности.
Команда объясняет это движение турбулентностью потока. «Поскольку поток материи является турбулентным, кажется, что полумесяц со временем раскачивается, — отметил Вильгус. — На самом деле, мы видим здесь довольно много вариаций, и не все теоретические модели аккреции допускают такое сильное колебание. Это означает, что мы можем начать исключать некоторые из моделей, основанных на наблюдаемой динамике источника».
Пока у специалистов нет окончательной уверенности в причинах возникновения этих колебаний. Поэтому наблюдения за M87* помогут узнать больше об изменениях черных дыр.
Более ранние данные относительно ненадежны, из-за чего делать какие-либо выводы пока невозможно. Но работа Телескопа горизонта событий еще далека от завершения. К массиву радиотелескопов, охватывающих весь земной шар, в 2018 году присоединился еще один телескоп, увеличив его мощность. Сейчас ученые анализируют новые данные. В следующем году будут проведены новые наблюдения с применением еще двух телескопов.
Посмотрите на другие впечатляющие открытия ученых:
Это тоже интересно:
