Наблюдения за галактикой M87 показывают, как черная дыра в ее центре связана с давно наблюдаемым потоком перегретой материи (джетом).
Это M87*, сверхмассивная черная дыра в центре галактики M87, которая находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от нас. Эта черная дыра — самая узнаваемая во Вселенной. Она была первой черной дырой, которую удалось сфотографировать. Изображение получил телескоп Event Horizon Telescope (EHT), состоящий из сети обсерваторий, разбросанных по четырем континентам, которые исследовали эту черную дыру в 2017 году на длине волны 1,3 миллиметра. Результаты обработки данных были обнародованы в 2019 году. Фотография плотного темного ядра черной дыры М87*, обрамленного аморфным светящимся кольцом, попала в заголовки международных СМИ.
Гравитация черной дыры искривляла лучи света, создавая форму кольца, как и ожидалось из общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Но, хотя у астрофизиков были теории, не было четкого понимания — на основании только этого изображения — относительно происхождения излучения. Наиболее вероятным объяснением было то, что свечение возникло в результате того же механизма, который заставляет невероятно яркую струю перегретого вещества далеко выходить из галактики-хозяина (джета). О существовании этой струи — джета было известно задолго до того, как была получена фотография черной дыры, она была сфотографирована еще с помощью более традиционных инструментов, включая космический телескоп Хаббл.
С тех пор ученые не оставляли наблюдений за этой черной дырой и используя все более новые алгоритмы программ обработки и моделирования данных пытались получить как можно более четкое изображение М87.
В апреле 2018 года ученые провели интерферометрические наблюдения M87 с очень длинной базовой линией (VLBI) с помощью Глобальной миллиметровой решетки VLBI (GMVA), дополненной фазированной Атакамской большой миллиметровой / субмиллиметровой решеткой (ALMA) и Гренландским телескопом (GLT) на длине волны 3,5 мм.
Предыдущие наблюдения GMVA5 — без учета ALMA и GLT — имели более низкое угловое разрешение, которого было недостаточно, чтобы показать связь между кольцом вокруг черной дыры М87* и джетом наблюдаемым в галактике М87, но на новых изображениях представленных на днях, это отчетливо видно.
«Мы наблюдали M87 на протяжении многих десятилетий, и мы знали, что джет там есть, но мы не могли поместить его в контекст», — сказал Ру-Сен Лу, астроном из Шанхайской астрономической обсерватории.
Эдуардо Рос, астроном и научный координатор интерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) в Институте радиоастрономии им. Макса Планка, добавил: «Мы видели кольцо раньше, но теперь видим и джет. И он больше, чем мы думали».
Наблюдения за М87 не прекращаются и производились один раз в год в период с 2021 по 2023 год, но анализ полученных в этот период данных еще не завершен. Наиболее интригующим в наблюдениях 2023 года является то, что они включали в себя наблюдения на сложной длине волны 0,87 миллиметра, что должно еще больше улучшить разрешение получаемых изображений.
Credit: Nature, ALMA, ESO