Международная команда ученых, в которую вошла сотрудница МФТИ, подробно изучила черную дыру в галактике М87, первое изображение которой было опубликовано в апреле 2019 года. Теперь, используя телескоп EHT, исследователи представили полный одновременный многоволновой спектр этой черной дыры. Данные расширяют понимание процессов, происходящих в центре галактики, а также улучшают тесты общей теории относительности Эйнштейна. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal Letters.
Огромная гравитация сверхмассивной черной дыры приводит к выбросу струй плазмы — джетов, которые перемещаются на огромные расстояния со скоростью, близкой к скорости света, и излучают энергию во всем электромагнитном спектре. Вид этого спектра различен для каждой черной дыры, может рассказать о ее свойствах, однако меняется со временем. Для того чтобы это компенсировать, ученые скоординировали наблюдения на самых мощных телескопах мира на земле и в космосе, собирая излучение во всем спектре. Исследование стало самым масштабным одновременным наблюдением джетов черной дыры.
Черная дыра в центре галактики M87 находится на расстоянии 55 млн световых лет от Земли и имеет массу около 6,5 млрд солнечных. Данные были собраны командой из 760 ученых и инженеров из почти 200 учреждений из 32 стран или регионов. Комбинация данных с телескопов даст возможность провести исследования в некоторых из наиболее важных и сложных областей астрофизики. Например, можно использовать эти данные для улучшения тестов общей теории относительности Эйнштейна. В настоящее время мало что известно о веществе, вращающемся вокруг черной дыры и выбрасываемом джетами.
Кроме того, ученые рассмотрели вопрос происхождения энергичных частиц, называемых «космическими лучами», которые постоянно бомбардируют Землю из космоса. Их энергия в миллионы раз выше, чем та, которая может быть получена на Большом адронном коллайдере. Считается, что джеты черной дыры являются наиболее вероятным источником космических лучей с самой высокой энергией, но есть много вопросов о том, как это происходит. Поскольку космические лучи излучают свет в результате столкновений, гамма-лучи с наивысшей энергией могут точно указать место, где это происходит. Данное исследование показывает, что эти гамма-лучи не образуются вблизи горизонта событий — по крайней мере, так было в момент наблюдений в 2017 году. Ключом к решению этого вопроса будет сравнение с наблюдениями 2018 года и новыми данными, собираемыми в настоящее время.
«Мне посчастливилось участвовать в этом глобальном исследовании. Данные наблюдений М87 с помощью интерферометра VLBA на частотах 24 и 43 ГГц, обработанные мной, лучшим образом вписались в собираемый массив информации, — рассказывает соавтор работы Евгения Кравченко. — Я получила огромное удовольствие и опыт от работы в таком огромном коллективе. Например, был организован так называемый спринт, когда практически непрерывно в течение трех суток проводилось суммирование результатов, и в режиме онлайн была написана большая часть статьи».
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
