Астрономы впервые сфотографировали вместе сверхмассивную черную дыру M87 и ее джет
Ученые, изучающие сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87, раскрыли происхождение ее джета (струи выбрасываемого материала, плазмы) и впервые сфотографировали джет и его источник вместе. Более того, наблюдения показали, что кольцо черной дыры намного больше, чем считалось ранее.
Глобальная миллиметровая VLBI-решетка (GMVA) объединила радиотелескопы по всему миру для получения этих новых результатов, включая радиоастрономическую обсерваторию NRAO и обсерваторию Грин-Бэнк (GBO), сеть телескопов ALMA, VLBA и Телескоп Грин-Бэнк (GBT).
Сверхмассивная черная дыра в центре галактики M87 — самая узнаваемая во Вселенной. Это была первая черная дыра, запечатленная на изображении, созданном телескопом Event Horizon Telescope (EHT) и обнародованном в 2019 году.
«M87 наблюдали на протяжении многих десятилетий, и 100 лет назад астрономы знали, что джет там есть, но не могли наблюдать его», — сказал Ру-Сен Лу, астроном из Шанхайской астрономической обсерватории и ведущий автор новой статьи. «С GMVA, в том числе с основными инструментами в NRAO и GBO, мы наблюдаем на более низкой частоте, поэтому мы видим больше деталей, и теперь мы знаем, что есть больше деталей, которые нужно увидеть».
«Мы видели кольцо раньше, но теперь мы видим джет и он больше, чем мы думали. Если подумать об этом как об огнедышащем монстре, то раньше мы могли видеть дракона и огонь, но теперь мы можем видеть дракона, дышащего огнем ».
Использование множества различных телескопов и инструментов дало команде более полное представление о структуре сверхмассивной черной дыры и ее струи, чем это было возможно ранее с помощью EHT, и для создания полной картины требовались все телескопы.
В то время как VLBA предоставил полный обзор как джета, так и черной дыры, ALMA позволил ученым увидеть яркое радиоядро M87 и создать четкое изображение. Чувствительность 100-метровой собирающей поверхности GBT позволила астрономам разрешить как крупные, так и мелкие части кольца и увидеть более мелкие детали.
«Исходное изображение EHT выявило только часть аккреционного диска, окружающего центр черной дыры. Изменяя длину волны наблюдения с 1,3 до 3,5 миллиметров, мы можем видеть больше аккреционного диска, а теперь и джеты. Оказалось, кольцо вокруг черной дыры на 50% больше, чем мы считали ранее», — сказал ученый Тони Минтер, координатор GMVA для GBT.
Мало того, что части черной дыры больше, но теперь можно подтвердить происхождение джета. Эта струя родилась из энергии, создаваемой магнитными полями, окружающими вращающееся ядро черной дыры, и ветрами, поднимающимися от аккреционного диска черной дыры.
«Эти результаты впервые показали, где формируется джет. До этого существовало две теории о том, откуда они могут появиться. Но наблюдение на самом деле показало, что энергия магнитных полей и ветра работают вместе».