У безпрецедентних деталях: нова техніка дозволила побачити корону чорної діри

Вчені зробили неймовірно чіткі знімки корони розміром із Сонячну систему, яка оточує чорну діру. Завдяки цьому їм вдалося вперше безпосередньо виміряти таку корону, повідомляє Live Science.

Надмасивна чорна діра RX J1131 розташована приблизно за шість мільярдів світлових років від Землі і обертається зі швидкістю, що перевищує швидкість світла. Сама вона залишається прихованою, але поглинає довколишні пил і газ, розігріваючи їх до мільйонів градусів і сяючи як квазар - один із найяскравіших об'єктів у Всесвіті. Корона чорної діри - гало перегрітого газу - простягається на 50 астрономічних одиниць, що приблизно відповідає розмірам Сонячної системи.

Провести такі вимірювання вчені змогли завдяки рідкісному космічному вирівнюванню, під час якого галактика переднього плану, що розташована приблизно за чотири мільярди світлових років від Землі, та її зірки діяли як два накладені одна на одну збільшувальні скельця. Це створило ефект подвійного збільшення, поліпшивши різкість зображення найближчого оточення чорної діри.

"Це перше подібне вимірювання. У принципі, ми знайшли новий спосіб вивчити те, що відбувається дуже близько до чорної діри", — заявив керівник дослідження Матус Рибак, старший науковий співробітник Лейденського університету в Нідерландах.

Галактика на передньому плані настільки масивна, що її потужна гравітація викривляє і підсилює світло RX J1131, створюючи чотири окремих зображення квазара завдяки явищу, відомому як сильне гравітаційне лінзування. Коли команда Рибака повторно проаналізувала дані десятирічної давності, зібрані радіотелескопом ALMA, вони помітили крихітні мерехтіння в яскравості цих зображень.

Якби джерело змін знаходилося навколо чорної діри, вони б ставали яскравішими і тьмянішими одночасно. Але спостереження, проведені 2022 року, показали, що зображення "мерехтіли" незалежно одне від одного.

"Це неспростовний доказ — має бути щось іще", — сказав Рибак.

І цим "чимось" стало мікролінзування. Це процес, під час якого окремі зірки в галактиці переднього плану діють як крихітні лінзи, короткочасно збільшуючи різні частини корони квазара. За словами вчених, корона настільки компактна, що ці дрібномасштабні посилення і викликали незалежне мерехтіння, що спостерігається на зображеннях.

Крім того, що новий метод дав змогу вивчити корону чорної діри, він відкриває потенційну можливість проникнення в магнітні поля, що оточують чорні діри.

Раніше вчені за допомогою детектора гравітаційних хвиль LIGO "почули", як чорні діри ростуть під час злиття. Це стало найкращим на сьогоднішній день підтвердженням теорії, висунутої знаменитим фізиком Стівеном Гокінгом понад 50 років тому, але так і не доведеної за його життя.