Впервые снят магнетизм черной дыры. Что это значит

Астрономы смогли подтвердить, что магнитные поля управляют движением вещества вблизи горизонта событий.

Астрофизики международного проекта Event Horizon Telescope впервые получили изображение тени сверхмассивной черной дыры в поляризованном свете, которое раскрыло магнетизм горячего светящегося газа вокруг нее.

Считается, что эти магнитные поля играют решающую роль в том, как черная дыра сбрасывает материю и запускает мощные плазменные струи на тысячи световых лет в космос. Корреспондент.net рассказывает подробности.

Критическая роль магнитных полей

В апреле 2019 года ученые получили первый в истории снимок черной дыры, а вернее горизонта событий, доказав, что эти гигантские объекты действительно существуют. На полученном изображении была видна тень черной дыры на фоне ее аккреционного диска - яркий вихрь сверхгорячего газа, вращающийся вокруг темного центра черной дыры. 

Новую детализированную фотографию самого загадочного явления во Вселенной получила та же международная группа астрофизиков - коллаборация международного проекта Event Horizon Telescope (Телескопа горизонта событий, EHT), сообщила Европейская южная обсерватория 24 марта.

Event Horizon Telescope - это глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, состоящий из восьми обсерваторий и работающий на длине волны 1,3 миллиметра.

Первая фотография черной дыры была получена багодаря синхронизации работы отдельных телескопов при помощи атомных часов и использовании суперкомпьютеров для обработки данных.

Объектом изучения является сверхмассивная черная дыра в центре активной эллиптической галактики Messier 87. Ученые ожидают, что по мере развития проекта и включения в его состав новых телескопов удастся получить изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Сверхмассивные черные дыры представляют собой области пространства-времени, гравитация которых настолько сильна, что даже фотоны света не могут их покинуть.

На сегодняшний день наука считает, что только звезды массой выше 15 солнечных,могут коллапсировать в черные дыры в самом конце их эволюции, когда материал для термоядерных реакций исчерпан и внутреннее давление не может удерживать внешние слои светила, из-за чего те падают в центр.

В новых работах описан анализ данных поляриметрических наблюдений за М87. Поляризованное синхротронное излучение несет информацию о конфигурации магнитного поля и свойствах намагниченной плазмы вблизи черной дыры.

Кэти Бауман. Программистка, показавшая черную дыру

Это позволяет проверить модели аккреции вещества на черную дыру и механизмов образования релятивистского джета - струи вещества, вырывающиеся из ядра галактики M87 и простирающиеся как минимум на пять тысяч световых лет от ее центра.

Команда нашла доказательства того, что некоторые магнитные поля петляют вокруг черной дыры вместе с диском материала, закручивающимся в нее. 

Джейсон Декстер, астрофизик из Университета Колорадо в Боулдере отмечает, что "в этом магнитном поле есть интересный компонент, который не просто следует за движением газа".

Некоторые линии магнитного поля направлены вверх или вниз перпендикулярно от аккреционного диска или указывают прямо к черной дыре или от нее. По его словам, эти магнитные поля должны быть очень сильными, чтобы их не уносил вихрь падающего газа.

Такие сильные магнитные поля могут фактически отталкивать часть материала, спирально направляемого к черной дыре, помогая ей противостоять гравитации, говорит соавтор исследования Моника Мосцибродзка, астрофизик из Университета Радбауд в Неймегене. 

Как рассказали авторы исследования гаезете New York Times, теперь они могут детально изучить как черная дыра направляет материал к своему центру.

По мнению Дэниела Хольца, астрофизика из Чикагского университета, который не принимал участия в исследовании, эти релятивистские струи являются одними из самых экстремальных явлений в природе. Сочетание гравитации, горячего газа и магнитных полей производит луч, пересекающий всю галактику, отмечает ученый.

Мощнее только Большой взрыв. Что увидели астрономы

Для описания того, что происходит в окрестностях сверхмассивных черных дыр, астрономы создали множество различных моделей. Благодаря новым данным, они пришли к выводу, что только те модели, которые предполагают присутствие сильно намагниченного газа, могут объяснить наблюдаемую вблизи горизонта событий картину.

Иными словами, астрономы смогли подтвердить, что магнитные поля действительно управляют движением вещества вблизи горизонта событий и играют критическую роль в формировании джетов. Однако конкретные детали этого процесса, а также причину такой огромной протяженности струй вещества им еще предстоит выяснить.