Новые снимки черной дыры M87* подтверждают стабильность и вращение объекта

Спустя год после исторического первого снимка ученые представили обновленное изображение черной дыры M87*.

Повторение как основа науки

Международная коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) обнародовала новые прямые изображения сверхмассивной черной дыры M87*, расположенной в центре галактики Мессье 87 на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли. Эти данные были собраны в апреле 2018 года, через год после первой успешной наблюдательной кампании, результаты которой мир увидел в 2019 году. Повторные наблюдения имеют фундаментальное значение для науки, поскольку они обеспечивают воспроизводимость результатов — краеугольный камень любого научного знания. Без возможности проверить и подтвердить открытие независимыми методами наука не могла бы существовать в своем современном виде.

Гипотетический, но неоспоримый объект

Строго говоря, черные дыры остаются гипотетическими объектами, поскольку их невозможно увидеть непосредственно. Однако их существование идеально вписывается в современные космологические модели и теорию гравитации. Замена этой концепции альтернативной потребовала бы коренного пересмотра огромного массива накопленных данных и десятилетий новых исследований. Более того, их точное математическое описание и предсказания, которые сбываются, служат мощным косвенным доказательством их реальности.

Что мы видим на снимке?

На изображении запечатлен не сам объект, а его влияние на окружающее пространство. Мощнейшая гравитация черной дыры притягивает и закручивает окружающий газ и пыль в раскаленный до миллионов градусов аккреционный диск. Интенсивное трение и нагрев заставляют материю ярко светиться в различных диапазонах излучения. На фоне этого сияния отчетливо видна темная область — так называемая «тень» черной дыры. Это область, откуда свет уже не может вырваться за пределы горизонта событий. Размер и форма этой тени, а также яркость диска могут меняться в зависимости от активности черной дыры. Кроме того, из-за эффекта гравитационного линзирования свет от задней части диска огибает объект, создавая характерное кольцо и искажая картину. Ученые кропотливо анализируют эти искажения, чтобы восстановить истинную структуру происходящих процессов.

Что изучили ученые?

Исследователи тщательно проанализировали изменения в яркости и поляризации излучения аккреционного диска, а также структуру релятивистских струй (джетов), чтобы понять динамику поведения материи в экстремальных условиях.

Обратите внимание: Чем больше перемен, тем больше всё остается по‑прежнему.

Как получают такие изображения?

Прорыв стал возможен благодаря методу радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой. Глобальная сеть радиотелескопов Event Horizon Telescope работает как один гигантский виртуальный инструмент размером с Землю. Каждая обсерватория независимо записывает данные с жесткой синхронизацией по времени, после чего информация свозится в единый центр обработки. Сложнейшие алгоритмы, по сути, «сшивают» эти данные, позволяя достичь беспрецедентного углового разрешения. Именно так в 2017 году было получено первое в истории изображение «тени» черной дыры.

Что показало новое изображение?

Снимок 2018 года подтвердил стабильность ключевых параметров объекта: радиус тени и размер аккреционного диска остались прежними. Однако обнаружилось важное изменение — самая яркая область диска сместилась, повернувшись примерно на 30 градусов против часовой стрелки. Это указывает на динамические процессы в диске и, возможно, на его прецессию. Новые данные подтвердили теоретические предсказания: сверхмассивные черные дыры, подобные M87*, не меняются заметно за исторически короткие промежутки времени. Внешний вид этого объекта, вероятно, останется практически неизменным на протяжении всего существования человеческой цивилизации.

Зачем продолжать наблюдения?

Даже при отсутствии радикальных внешних изменений, каждое новое наблюдение приносит бесценные данные о физике аккреционных дисков, структуре магнитных полей и механизмах формирования джетов. Ученые EHT уже провели наблюдения в 2021 и 2022 годах, а кампания 2024 года находится в активной подготовке. Расширение сети телескопов, наблюдения в новых частотных диапазонах и совершенствование алгоритмов обработки данных постепенно снимают завесу тайны с этих загадочных объектов. Вполне вероятно, что в ближайшие десятилетия черные дыры окончательно перейдут из разряда гипотетических в категорию детально изученных астрофизических тел.

Мой Telegram-канал со свежими короткими новостями о науке, искусственном интеллекте и технологиях каждый день.

Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.

Источник статьи: Появились свежие фоточки чёрной дыры M87* — она по-прежнему на месте и даже шевелится.