Международная коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) представила значительные результаты, углубляющие наше понимание сверхмассивной черной дыры M87, находящейся в центре галактики Messier 87. Новые данные, полученные в 2017 и 2018 годах, представляют собой важный шаг к проведению многолетних исследований аккреционного потока черных дыр на горизонтных масштабах.
Основное внимание в исследовании уделено изучению турбулентного аккреционного потока вокруг M87. Для достижения этой цели были использованы значительно улучшенные компьютерные симуляции, которые в три раза превосходят по объему предыдущие наборы моделей. Эти усовершенствованные инструменты позволили ученым получить более детальное и точное представление о динамике материи, вращающейся вокруг черной дыры.
Наблюдения 2018 года подтвердили наличие светящегося кольца, впервые зафиксированного в 2017 году. Диаметр этого кольца составляет приблизительно 43 микросекунды дуги, что полностью согласуется с теоретическими предсказаниями для черной дыры с массой в 6,5 миллиардов солнечных масс. Более того, анализ данных 2017 и 2018 годов в совокупности позволил получить более тонкое представление об аккреционном потоке M87 и эволюционирующих плазменных структурах вблизи горизонта событий.
Интересным открытием стало смещение самой яркой части кольца на 30 градусов против часовой стрелки. Это явление объясняется турбулентностью в аккреционном диске, что также соответствует прогнозам, сделанным на основе анализа данных 2017 года. Наблюдаемые изменения лучше всего объясняются моделью, в которой газ движется против вращения черной дыры, что добавляет сложности в понимание процессов аккреции.
Важный вклад в исследование внесли ученые из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) в Бонне, Германия. Кристиан М. Фромм, член теоретической группы EHT, связанный с университетом Вюрцбурга и MPIfR, Хун-Йи Пу, адъюнкт-профессор из Национального педагогического университета Тайваня, Эдуардо Рос и Томас П. Крихбаум, ученые из MPIfR, а также Й. Антон Ценсус, директор MPIfR и основатель коллаборации EHT, являются ключевыми исследователями, стоящими за этими открытиями.
Наряду с наблюдениями EHT на длине волны 1,3 мм, важную роль сыграли комплементарные наблюдения, выполненные Глобальной миллиметровой РСДБ-решеткой (GMVA) на длине волны 3 мм в 2018 году. Результаты GMVA, представленные в апреле 2023 года, также подтвердили наличие тени черной дыры. Сочетание данных EHT и GMVA предоставляет более полную картину окружения и динамики черной дыры M87.
В настоящее время продолжается анализ данных EHT, собранных в 2021 и 2022 годах. Целью этого анализа является получение более строгих статистических ограничений и более глубокое понимание турбулентного потока вокруг M87. Ожидается, что дальнейшие исследования раскроют еще больше деталей о сложном взаимодействии материи и гравитации в экстремальных условиях вблизи черных дыр.
Успех этого научного предприятия подчеркивает важность международного сотрудничества, использования передовых технологий и непрерывных исследований для достижения прогресса в науке.
Изображение носит иллюстративный характер
Основное внимание в исследовании уделено изучению турбулентного аккреционного потока вокруг M87. Для достижения этой цели были использованы значительно улучшенные компьютерные симуляции, которые в три раза превосходят по объему предыдущие наборы моделей. Эти усовершенствованные инструменты позволили ученым получить более детальное и точное представление о динамике материи, вращающейся вокруг черной дыры.
Наблюдения 2018 года подтвердили наличие светящегося кольца, впервые зафиксированного в 2017 году. Диаметр этого кольца составляет приблизительно 43 микросекунды дуги, что полностью согласуется с теоретическими предсказаниями для черной дыры с массой в 6,5 миллиардов солнечных масс. Более того, анализ данных 2017 и 2018 годов в совокупности позволил получить более тонкое представление об аккреционном потоке M87 и эволюционирующих плазменных структурах вблизи горизонта событий.
Интересным открытием стало смещение самой яркой части кольца на 30 градусов против часовой стрелки. Это явление объясняется турбулентностью в аккреционном диске, что также соответствует прогнозам, сделанным на основе анализа данных 2017 года. Наблюдаемые изменения лучше всего объясняются моделью, в которой газ движется против вращения черной дыры, что добавляет сложности в понимание процессов аккреции.
Важный вклад в исследование внесли ученые из Института радиоастрономии Макса Планка (MPIfR) в Бонне, Германия. Кристиан М. Фромм, член теоретической группы EHT, связанный с университетом Вюрцбурга и MPIfR, Хун-Йи Пу, адъюнкт-профессор из Национального педагогического университета Тайваня, Эдуардо Рос и Томас П. Крихбаум, ученые из MPIfR, а также Й. Антон Ценсус, директор MPIfR и основатель коллаборации EHT, являются ключевыми исследователями, стоящими за этими открытиями.
Наряду с наблюдениями EHT на длине волны 1,3 мм, важную роль сыграли комплементарные наблюдения, выполненные Глобальной миллиметровой РСДБ-решеткой (GMVA) на длине волны 3 мм в 2018 году. Результаты GMVA, представленные в апреле 2023 года, также подтвердили наличие тени черной дыры. Сочетание данных EHT и GMVA предоставляет более полную картину окружения и динамики черной дыры M87.
В настоящее время продолжается анализ данных EHT, собранных в 2021 и 2022 годах. Целью этого анализа является получение более строгих статистических ограничений и более глубокое понимание турбулентного потока вокруг M87. Ожидается, что дальнейшие исследования раскроют еще больше деталей о сложном взаимодействии материи и гравитации в экстремальных условиях вблизи черных дыр.
Успех этого научного предприятия подчеркивает важность международного сотрудничества, использования передовых технологий и непрерывных исследований для достижения прогресса в науке.
