Астрономы обнаружили миллиметровое излучение сверхмассивной черной дыры

Представьте, что у вас есть не один, а два космических увеличительных стекла, наложенных друг на друга. Эта фантастическая оптика, созданная самой природой, позволила астрономам заглянуть в самые потаенные уголки далекого квазара и разгадать загадку, над которой наука билась долгие годы: где именно рождается загадочное миллиметровое излучение в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Это открытие, сделанное почти случайно, стало возможным благодаря редкому и невероятно удачному явлению — двойному гравитационному линзированию.

Международная группа астрономов под руководством Матуса Рыбака из Лейденского университета (Нидерланды) совершила прорыв, доказав, что миллиметровое излучение генерируется в непосредственной близости от ядра сверхмассивной черной дыры. Ключом к открытию послужило уникальное явление — случайное двукратное увеличение, обеспеченное сочетанием макро- и микролинзирования.

Исследование началось в 2015 году с наблюдений за квазаром RXJ1131-1231 в южном созвездии Чаша, который сам по себе является удобным объектом из-за макролинзирования — его изображение усилено и увеличено в три раза галактикой, расположенной между ним и Землей.

Однако, используя мощный телескоп ALMA в Чили, ученые заметили нечто особенное: яркость квазара на трех его увеличенных изображениях менялась независимо. Это было неопровержимым доказательством микролинзирования — дополнительного эффекта, вызванного прохождением отдельных звезд в галактике-линзе на линии зрения. Это сочетание двух эффектов, которое ученые сравнили с двойным зумом, и позволило достичь беспрецедентного разрешения.

Повторные наблюдения позволили отследить изменения яркости. Сам факт мерцания квазара в миллиметровом диапазоне стал сенсацией, так как этот тип излучения традиционно связывали со «спокойным» холодным газом и пылью, а не с динамичными процессами вблизи черной дыры.

Новые данные убедительно свидетельствуют, что источником излучения является корона — горячая и магнитная область в форме пончика, непосредственно окружающая черную дыру.

Это достижение стало кульминацией работы, начатой еще в 2008 году, когда партнеры Матуса Рыбака впервые применили метод микролинзирования для видимого света. Спустя 17 лет им впервые удалось сделать то же самое для миллиметрового излучения. Теперь, получив время для наблюдений на рентгеновском телескопе «Чандра», команда планирует использовать этот мощный метод для изучения температуры и магнитных полей в непосредственной близости от горизонта событий, что крайне важно для понимания того, как черные дыры влияют на формирование и эволюцию своих галактик.