Телескопи вперше знімають чорну діру M87 і масивний джет разом

Вчені, які вивчають надмасивну чорну діру в серці галактики M87, виявили походження потужного струменя монстра та вперше сфотографували струмінь і його джерело разом. Щобільше, спостереження показали, що кільце чорної діри набагато більше, ніж вважали раніше вчені. Спостереження опубліковано сьогодні (26 квітня) у Nature.

Global mm-VLBI Array (GMVA) об’єднав радіотелескопи з усього світу для отримання цих нових результатів, включаючи Національну радіоастрономічну обсерваторію Національного наукового фонду (NRAO) і обсерваторію Грін-Бенк (GBO), Атакамську велику міліметрову/субміліметрову матрицю (ALMA). , дуже довга базова лінія (VLBA) і телескоп Грін-Бенк (GBT).

SMBH у центрі галактики M87 є найбільш впізнаваною у Всесвіті. Це була перша чорна діра, яка була зафіксована на зображенні, створеному телескопом Event Horizon (EHT) і опублікованому у 2019 році. Зображення її щільного темного ядра, обрамленого аморфним сяючим кільцем, потрапило в міжнародні заголовки.

«М87 спостерігали протягом багатьох десятиліть, і 100 років тому ми знали, що струмінь був там, але ми не могли поставити його в контекст», — сказав Ру-Сен Лу, астроном з Шанхайської астрономічної обсерваторії, лідер Макса Планка. Дослідницька група Китайської академії наук і провідний автор нової статті. «Завдяки GMVA, включаючи першокласні інструменти в NRAO та GBO, ми спостерігаємо на нижчій частоті, тому ми бачимо більше деталей — і тепер ми знаємо, що є більше деталей, щоб побачити».

Едуардо Рос, астроном і науковий координатор інтерферометрії з дуже довгою базою (VLBI) в Інституті радіоастрономії Макса Планка, додав: «Ми бачили кільце раніше, але тепер ми бачимо струмінь. Це ставить кільце в контекст… і він більший, ніж ми думали. Якщо ви думаєте про нього як про вогнедишного монстра, раніше ми могли бачити дракона та вогонь, але тепер ми можемо побачити дракона, який дихає вогнем».

Використання багатьох різних телескопів і інструментів дало команді більш повне уявлення про структуру надмасивної чорної діри та її струменя, ніж раніше було можливо за допомогою EHT, і всі телескопи були потрібні для створення повної картини. У той час як VLBA забезпечувала повний огляд як джета, так і чорної діри, ALMA дозволила вченим розрізнити яскраве радіоядро M87 і створити чітке зображення. Чутливість 100-метрової збиральної поверхні GBT дозволила астрономам розпізнати як великі, так і дрібні частини кільця та побачити дрібніші деталі.

«Оригінальне EHT-зображення показало лише частину акреційного диска, що оточує центр чорної діри. Змінивши довжину хвилі спостереження з 1,3 міліметра до 3,5 міліметра, ми можемо побачити більше акреційного диска, а тепер і струмінь, одночасно. Це показало, що кільце навколо чорної діри на 50% більше, ніж ми вважали раніше», — сказав науковець Тоні Мінтер, координатор GMVA для GBT.

Мало того, що частини чорної діри більші, ніж раніше виявлені спостереження з коротшою довжиною хвилі, але тепер можна підтвердити походження струменя. Цей струмінь народився від енергії, створеної магнітними полями, що оточують обертове ядро ​​чорної діри, і вітрами, що підійматися з акреційного диска чорної діри.

«Ці результати вперше показали, де утворюється струмінь. До цього існувало дві теорії про те, звідки вони можуть виникнути», — сказав Мінтер. «Але це спостереження насправді показало, що енергія магнітних полів і вітру працюють разом».

Харшал Гупта, керівник програм NSF обсерваторії Грін-Бенк, додав: «Це відкриття є потужною демонстрацією того, як телескопи, що володіють додатковими можливостями, можуть бути використані для фундаментального просування нашого розуміння астрономічних об’єктів і явищ. Захоплююче бачити різні типи радіотелескопи, які підтримує NSF, працюють разом як важливі елементи GMVA, щоб забезпечити загальне зображення чорної діри та струменя M87».