"Может быть, в Стрельце А* тоже скрываются самолеты, ожидающие своего открытия. Это было бы очень интересно!»
Сверхмассивная черная дыра Sgr A* в центре галактики Млечный Путь теперь впервые видна в поляризованном свете (Источник изображения: коллаборация EHT)
Астрономы сделали первые изображения поляризованного света и магнитных полей, окружающих Стрелец А* (Sgr A*), сверхмассивную черную дыру в центре Милливея.
Исторические наблюдения с помощью телескопа «Горизонт событий» (EHT) выявили хорошо упорядоченное магнитное поле, подобное тому, которое окружает сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87. Это удивительно, учитывая, что масса Sgr A* примерно в 4,3 миллиона раз превышает массу Солнца, но M87* еще более массивна: ее масса эквивалентна примерно 6,5 миллиардам Солнц.
Таким образом, новые наблюдения EHT за Sgr A* предполагают, что сильные, хорошо организованные магнитные поля могут быть общими для всех черных дыр. Кроме того, магнитное поле M87* создает сильные токи или «джеты», поэтому этот результат указывает на то, что у Стрельца A* может быть своя собственная скрытая слабая струя.
«Это новое изображение черной дыры в центре галактики Млечный Путь Sgr A* показывает существование сильно искривленного и упорядоченного магнитного поля вблизи черной дыры», — сказала Сара Исаун, содиректор исследовательской программы НАСА «Хаббл». Эйнштейн, научный сотрудник Смитсоновского центра астрофизики Гарвардского университета (CfI), рассказал Space.com.
«Это новое изображение, наряду с поразительно похожей структурой поляризации, наблюдаемой в гораздо большей и мощной черной дыре M87*, предоставляет мощную и упорядоченную информацию о том, как черные дыры взаимодействуют с окружающим газом и веществом. Это показывает, насколько важны магнитные поля».
Сравнение магнетизма двух чудовищных черных дыр
EHT состоит из нескольких телескопов по всему миру, в том числе Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA), которые вместе образуют телескоп размером с Землю, который не станет сюрпризом в истории науки.
В 2017 году EHT сфотографировал M87*, находящуюся на расстоянии около 53,5 миллионов световых лет от Земли, и получил первые изображения черной дыры и ее окружения. Через два года после того, как это изображение было обнародовано в 2019 году, сотрудничество EHT позволило нам впервые наблюдать поляризованный свет вокруг черной дыры M87* .
Поляризация возникает, когда ориентированные волны света направляются под определенными углами. Магнитное поле, создаваемое плазмой, вращающейся вокруг черной дыры, поляризует свет под углом 90 градусов к себе. Это означает, что, наблюдая поляризацию вокруг M87*, ученые впервые смогли «увидеть» магнитное поле вокруг черной дыры.
Первое изображение сверхмассивной черной дыры M87*, полученное телескопом Event Horizon (Изображение предоставлено коллаборацией EHT)
За этим в 2022 году последовало открытие, что он также сфотографировал Sgr A*, сверхмассивную черную дыру, расположенную намного ближе к Земле, всего в 27 000 световых годах от нас. Sgr A* — черная дыра, вокруг которой сформировался Млечный Путь.
Изображение Стрельца A*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, полученное телескопом Event Horizon (изображение предоставлено коллаборацией EHT)
Теперь EHT наконец предоставил ученым картину поляризованного света и, следовательно, магнитного поля вокруг этой сверхмассивной черной дыры.
«Поляризация рассказывает нам о магнитном поле, свойствах газа и механизмах, которые происходят, когда черная дыра питается», — говорит Ишорн. «Учитывая дополнительные проблемы с изображением сержанта А*, я искренне удивлен, что нам удалось получить столь предвзятое изображение!»
Небольшой размер сверхмассивной черной дыры Млечного Пути означает, что трудно представить материю, вращающуюся вокруг нее со скоростями, близкими к скорости света, поэтому, хотя Стрелец А* находится близко к Земле, возникла эта проблема. M87* намного больше, поэтому материи, движущейся с той же скоростью, более или менее требуется гораздо больше времени, чтобы совершить круг, что облегчает захват EHT.
Преодоление этих трудностей означает, что можно проводить сравнения между двумя черными дырами на противоположных концах спектра сверхмассивных черных дыр. Один имеет массу в миллиарды раз больше Солнца, а другой — в миллионы раз больше массы звезды. Первый вывод состоит в том, что эти магнитные поля очень похожи друг на друга.
(Слева) Центральная черная дыра M87 в поляризованном свете. (Справа) Sgr A*, видимый в поляризованном свете, имеет сходство с более массивным M87* (Изображение предоставлено: EHT Collaboration)
«Это сходство было особенно удивительным, поскольку M87* и Sgr A* — очень разные черные дыры», — сказал Ишорн. «M87* — это особенная черная дыра: ее масса в шесть миллиардов раз превышает массу нашего Солнца, она находится внутри гигантской эллиптической галактики и испускает мощные струи плазмы, видимые на всех длинах волн.
«Sgr A*, с другой стороны, очень распространен: его масса в четыре миллиона раз превышает массу Солнца, он живет в обычной спиральной галактике Млечный Путь и, похоже, вообще не имеет джетов».
Иссаун объяснил, что, просто взглянув на поляризованную часть света, команда надеется узнать о различных свойствах магнитных полей M87* и Sgr A*.
«Возможно, один будет более упорядоченным и могущественным, а другой — более беспорядочным и слабым», — добавил Исаун.
Обратите внимание: Частные фазы солнечного затмения 10 июня 2021 г. Вид из сша.
Этот результат предполагает, что более глубокое исследование Sgr A* может выявить ранее необнаруженные особенности.
Выпускает ли сверхмассивная черная дыра Млечного Пути скрытую струю?
Поляризация света Стрельца А*, его хорошо упорядоченное и сильное магнитное поле, а также тот факт, что они очень похожи на свет М87*, позволяют предположить, что черная дыра в нашем центре до сих пор скрывает от нас секреты что ты есть.
«Мы ожидаем, что сильные, хорошо упорядоченные магнитные поля напрямую связаны с запусками реактивных самолетов, как это наблюдалось с M87 *», — объяснил Изоне. "Несмотря на то, что у Стрельца А* нет наблюдаемых джетов, он, похоже, имеет очень похожую форму, поэтому, вероятно, ждет своего открытия внутри Стрельца А*. Там может скрываться джет, и это было бы очень интересно!»
Астрономы не были слишком удивлены тем, что из Sgr A* не было никаких струй. Это связано с тем, что M87* окружена таким большим количеством газа и пыли, что ежегодно поглощает эквивалент двух-трех солнц. Это означает, что его магнитное поле содержит достаточно материала, чтобы его можно было выбросить в виде струи к полюсам.
С другой стороны, потребление Стрельца А* настолько мало, что эквивалентно тому, что люди съедают одно зернышко риса каждые миллион лет. Эти наблюдения позволяют предположить, что у нашей сверхмассивной черной дыры все еще могут быть джеты. Это просто трудно увидеть.
«Хотя в прошлом существует множество свидетельств возможных разливов и джетов, питаемых черными дырами, Джет Sgr A* никогда не был запечатлен из-за сложной среды в центре галактики. Нет», — сказал Изоне. Этот реактивный самолет станет крупным открытием о связи между нашей черной дырой и историей Млечного Пути.
Она объясняет, что процессы, которые приводят в движение эти джеты, являются наиболее энергичными механизмами во всей Вселенной и что они являются наиболее энергичными механизмами в галактиках, например, удаление газа и пыли, необходимых для рождения звезд, и влияние на то, как галактики растут и развиваются. Он добавил, что это оказало серьезное влияние на центр города. Это означает, что открытие джетов, исходящих от Стрельца А*, повлияет на наше понимание того, как Млечный Путь эволюционировал до той формы, которую астрономы наблюдают сегодня.
«Удивительно, что такое маленькое ядро в галактике может вызвать такой обширный ущерб, и все начинается на краю центральной черной дыры, где доминирует магнитное поле», — продолжил Ишорн.
На этом изображении, сделанном ALMA, виден джет в галактике M87 в поляризованном свете. На этом изображении показана структура магнитного поля вдоль струи. (Изображение предоставлено: ALMA (ESO/Национальная астрономическая обсерватория/NRAO), Годди и др.)
Благодаря этим двум поляризованным изображениям совершенно разных черных дыр у ученых теперь есть очень убедительные доказательства того, что внутри этих космических гигантов повсеместно распространены мощные магнитные поля, сказал Исаун.
«Следующий шаг — понять, как эта геометрия связана с тем, как эти системы движутся, развиваются и расширяются», — сказала она».
EHT планирует начать свою кампанию наблюдения в 2024 году в начале апреля, и это сотрудничество будет исследовать хорошо известные черные дыры, такие как M87* и Sgr A*, наблюдая их на разных оптических частотах, чтобы выявить их полихромные цвета изображение.
«В течение следующего десятилетия усилия EHT следующего поколения направлены на добавление большего количества телескопов, чтобы заполнить виртуальное зеркало размером с Землю и проводить более частые наблюдения», — добавил Иторн. «Благодаря этому расширению EHT мы сможем создавать поляризованные пленки черных дыр и напрямую наблюдать динамику между черной дырой M87* и ее джетом».
Кроме того, исследователи CFI заявили, что EHT в конечном итоге может получить помощь из космоса в наблюдении черных дыр и их динамики. Одной из предлагаемых миссий, которая могла бы помочь в этом, является концепция миссии Black Hole Explorer (BHEX), которая добавит один космический телескоп к наземной системе EHT.
«Считается, что скорость вращения черной дыры и ее вращение напрямую связаны с тем, почему магнитное поле вблизи черной дыры выглядит именно так и как она способна запускать струи», — сказал Ишорн, — заключил я. «Используя BHEX, мы смогли получить четкие изображения фотонного кольца черной дыры, которое кодирует свойства пространства-времени вокруг черной дыры, включая ее вращение!»
Космос Космос Астрономическая Фотография Черная Дыра Длинный Столб 10Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Новый вид сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути намекает на интересную скрытую особенность.