Поляризованный свет раскрывает секреты магнитного поля черной дыры

Два года назад астрономы получили первые в истории прямые изображения черной дыры. Теперь коллаборация, стоящая за историческим изображением, выпустила новую версию, которая показывает поляризацию света вокруг объекта.

Черные дыры, как известно, трудно увидеть – в конце концов, сам свет не может избежать их экстремального гравитационного притяжения. Но есть способ, по крайней мере, увидеть их силуэт, благодаря интенсивной среде, которую эти объекты создают вокруг себя.

Когда черные дыры втягивают огромное количество пыли и газа, этот материал нагревается и ярко светится в так называемом аккреционном диске, оставляя круглую тень в центре.

И это именно то, что коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) запечатлела на снимке, опубликованном в апреле 2019 года. Это ставшее культовым изображение показывает сверхмассивную черную дыру в центре галактики М87, расположенную в скоплении Девы на расстоянии около 55 миллионов световых лет.

Теперь коллаборация провела последующий анализ данных для измерения поляризации света по всему кольцу. Свет становится поляризованным, проходя через магнитные поля, которые присутствуют вокруг черной дыры. Таким образом, измеряя ориентацию поляризованного света, астрономы могут лучше понять, что происходит в этой загадочной среде.

«Поляризация — это мощный инструмент, доступный астрономам для исследования физических условий в одной из самых экстремальных сред во Вселенной”, — говорит Колин Лонсдейл, руководитель Event Horizon. “Это может дать ключ не только к силе и ориентации магнитных полей, но и к тому, насколько хорошо упорядочены эти поля, и, возможно, даже что-то о невидимом материале, который лежит между нами и материалом, испускающим радиоволны.”

В частности, команда астрономов хотела узнать больше о мощных струях, которые испускают некоторые из этих сверхмассивных черных дыр. Для таких «хищных» объектов непонятно, почему огромное количество материала будет выброшено, а не засосано внутрь. Наблюдая поляризацию света вблизи горизонта событий, а затем запустив модели, чтобы найти наиболее подходящие, команда обнаружила, что сильно намагниченный газ может объяснить эти струи.

“Новые поляризационные изображения предполагают, что мощная струя образуется потоком плазмы, задержанным выровненными магнитными полями вблизи черной дыры, сопротивляясь ее сильному гравитационному притяжению”, — говорят ученые.

Исследование было опубликовано в серии статей в журнале Astrophysical Journal Letters. Исследователи показывают, как измеряется поляризованный свет в видео ниже.