Новости
Изображение релятивистского джета в непосредственной близости от черной дыры в галактике М87. Источник: R.-S. Lu (SHAO), E. Ros (MPIfR), S.Dagnello (NRAO/AUI/NSF).
Ученые впервые опубликовали изображение, на котором можно наблюдать и черную дыру, и рождающийся близ нее джет, то есть мощный поток ионизированного вещества, который «выбрасывает» черная дыра. Изображение в радиодиапазоне релятивистского джета, исходящего от сверхмассивной черной дыры в галактике М87 в созвездии Девы, появилось в статье международной группы исследователей в журнале Nature.
Галактика М87 находится в 53 млн световых лет от нас. Ее масса в несколько сотен раз больше массы нашей галактики. В центре галактики находится черная дыра, которая в несколько миллиардов раз тяжелее Солнца. В 2019 году мировой сенсацией стало изображение этой черной дыры, полученное Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope). Изображение было получено методом радиоинтерферометрии. Суть этого метода в том, что сводятся вместе сигналы от наблюдений, полученные на радиотелескопах в разных точках земного шара. Учет фазы сигнала (помимо амплитуды) позволяет восстановить всю картинку в деталях. При этом разрешающая способность таких наблюдений тем выше, чем больше расстояние между отдельными радиотелескопами.
Саму черную дыру разглядеть в телескоп невозможно, но можно увидеть ее аккреционный диск, то есть вращающееся вокруг черной дыры падающее на нее вещество. Оно сильно разогревается за счет трения и поэтому начинает светиться, за счет чего становится заметным в оптическом и радиодиапазоне. Картину такого аккреционного диска и разглядел в галактике М87 Event Horizon Telescope в 2019 году на длине волны 1,3 мм.
Новое достижение ученых состоит в том, что с помощью другого интерферометрического инструмента — GMVA (Global Millimetre Very-long-baseline interferometry Array, глобальная сеть миллиметровой интерферометрии с очень длинной базой) — на длине волны 3,5 мм удалось разглядеть радиосигнал от самого основания релятивистского джета, исходящего из окрестностей черной дыры. В джете вещество движется со скоростями, сравнимыми со скоростью света, поэтому джет называют релятивистским. За счет торможения вещества джета рождается рентгеновское излучение. Джет, по всей видимости, формируется из вещества аккреционного диска за счет взаимодействия с магнитным полем черной дыры, но точные механизмы возникновения джета до сих пор неизвестны.
Разрешение GMVA хуже, но он работает на другой длине волны и видит другие детали, которые не видел Event Horizon Telescope. GMVA смог разглядеть радиосигнал у самого «основания» джета, там, где джет рождается. Тем самым ученые впервые увидели структуру джета в непосредственной близости от черной дыры. Данный джет — чрезвычайно мощное явление, он простирается от центра галактики M87 на тысячи световых лет и виден в различных диапазонах.
Это не единственное улучшение изображения «сердца» М87, которого удалось добиться за последнее время. Благодаря использованию машинного обучения удалось заметно улучшить качество изображения аккреционного диска М87. Следующим шагом своих исследований астрономы видят применение наработанных методов, чтобы посмотреть на черную дыру, находящуюся в центре нашей Галактики.