Согласно лучшим астрономическим моделям эволюции черной дыры, магнитные поля в аккреционном диске должны быть достаточно сильными, чтобы толкать аккрецирующую плазму. Новые результаты от Стрелец А*черная дыра массой 4,3 миллиона солнечных масс, которая находится в центре Галактики Млечный Путь, а также дыры ее гораздо более крупного родственника M87*, ранее существовавшие, предоставляют первые прямые наблюдательные доказательства в поддержку этих моделей.
На этом изображении, полученном телескопом «Горизонт событий», показан поляризованный вид Стрельца А*; линии, наложенные на это изображение, отмечают ориентацию поляризации, которая связана с магнитным полем вокруг тени черной дыры. Изображение предоставлено: Сотрудничество EHT.
В 2022 году астрономы из Сотрудничество EHT обнародовал первое изображение Стрельца А*, который находится примерно в 27 000 световых годах от Земли, показывая, что, хотя сверхмассивная черная дыра Млечного Пути более чем в тысячу раз меньше и менее массивна, чем M87, она выглядит удивительно похожей.
Это заставило ученых задуматься, есть ли у этих двоих общие черты, помимо внешности. Чтобы выяснить это, они решили изучить Стрельца А* в поляризованном свете.
Предыдущие исследования света вокруг M87* раскрытый что магнитные поля вокруг гиганта черной дыры позволяют ему запускать мощные струи материала обратно в окружающую среду.
Основываясь на этой работе, новые изображения EHT показали, что то же самое может быть верно и для Стрельца A*.
«То, что мы сейчас видим, — это наличие сильных, искривленных и организованных магнитных полей вблизи черной дыры в центре Галактики Млечный Путь», — сказала доктор Сара Иссаун, астроном из Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.
«Наряду с тем, что Стрелец А* имеет поразительно похожую структуру поляризации на ту, что наблюдается в гораздо большей и мощной черной дыре M87*, мы узнали, что сильные и упорядоченные магнитные поля имеют решающее значение для того, как черные дыры взаимодействуют с газом и веществом вокруг. их.”
Свет — это колеблющаяся или движущаяся электромагнитная волна, которая позволяет нам видеть объекты. Иногда свет колеблется в определенной ориентации, и ученые называют его поляризованным.
Хотя нас окружает поляризованный свет, для человеческого глаза он неотличим от «нормального» света.
В плазме вокруг этих черных дыр частицы, вращающиеся вокруг силовых линий магнитного поля, создают картину поляризации, перпендикулярную полю.
Это позволяет астрономам увидеть во все более ярких деталях то, что происходит в областях черных дыр, и составить карту линий их магнитного поля.
«Изображая поляризованный свет горячего светящегося газа вблизи черных дыр, мы напрямую делаем выводы о структуре и силе магнитных полей, которые пронизывают поток газа и вещества, которым черная дыра питается и выбрасывает», — сказал доктор Анджело Рикарте, исследователь астроном Гарвардского университета и Гарвардского и Смитсоновского центра астрофизики.
«Поляризованный свет учит нас гораздо больше об астрофизике, свойствах газа и механизмах, которые происходят при питании черной дыры».
Но визуализировать черные дыры в поляризованном свете не так просто, как надеть поляризационные солнцезащитные очки, и это особенно верно в отношении Стрельца А*, который меняется так быстро, что не сидит на месте для фотографий.
Для получения изображения сверхмассивной черной дыры требуются сложные инструменты, превосходящие те, которые ранее использовались для захвата M87*, гораздо более устойчивой цели.
«Стрелец А* похож на неистового малыша», — сказал профессор Университета Ватерлоо Эйвери Бродерик.
«Мы впервые видим невидимую структуру, которая удерживает материал внутри диска черной дыры и направляет плазму к горизонту событий, помогая ей расти».
«Поскольку Стрелец А* движется вокруг, пока мы пытаемся его сфотографировать, было сложно построить даже неполяризованное изображение», — сказал доктор Джеффри Бауэр, астроном из Института астрономии и астрофизики Академии Синика в Тайбэе.
«Первое изображение представляло собой среднее из нескольких изображений из-за движения Стрельца А*».
«Мы были рады, что поляризованная визуализация вообще стала возможной. Некоторые модели были слишком запутанными и неспокойными, чтобы создать поляризованный образ, но Природа не была настолько жестокой».
«На примере двух черных дыр — с очень разными массами и очень разными родительскими галактиками — важно определить, в чем они согласны, а в чем не согласны», — сказала профессор Неаполитанского университета имени Федерико II Мариафелиция Де Лаурентис.
«Поскольку оба указывают нам на сильные магнитные поля, это предполагает, что это может быть универсальной и, возможно, фундаментальной особенностью систем такого типа».
«Одним из сходств между этими двумя черными дырами может быть струя, но, хотя мы сфотографировали очень очевидную из них в M87*, нам еще предстоит найти ее в Стрельце А*».
Результаты представлены в двух статьях (бумага №1 & бумага №2) в Письма в астрофизическом журнале.
_____
Сотрудничество с телескопами горизонта событий. 2024. Первые результаты телескопа горизонта событий Стрельца A*. VII. Поляризация Кольца. ApJL 964, Л25; дои: 10.3847/2041-8213/ad2df0
Сотрудничество с телескопами горизонта событий. 2024. Первые результаты телескопа горизонта событий Стрельца A*. VIII. Физическая интерпретация поляризованного кольца. ApJL 964, Л26; дои: 10.3847/2041-8213/ad2df1
2024-03-27 21:27:03
1711578361
#Телескоп #Event #Horizon #наблюдает #закрученное #магнитное #поле #вокруг #центральной #черной #дыры #Млечного #Пути
