«Возможно, и в Стрельце А* скрываются свои "самолеты" — струи плазмы, ожидающие, когда их обнаружат. Это было бы невероятно интересно!» — говорят ученые, комментируя новые данные.
На этом изображении впервые показана сверхмассивная черная дыра Стрелец А* (Sgr A*) в центре нашей галактики в поляризованном свете. Снимок получен коллаборацией телескопа «Горизонт событий» (EHT).
Астрономы совершили прорыв, впервые запечатлев поляризованный свет и магнитные поля, окружающие сверхмассивную черную дыру Стрелец А* в сердце Млечного Пути. Эти исторические наблюдения, проведенные с помощью глобальной сети телескопов EHT, выявили удивительно упорядоченную и сильную структуру магнитного поля. Она оказалась поразительно похожей на ту, что ранее была обнаружена вокруг гигантской черной дыры M87* в далекой галактике.
Это открытие особенно интригует, учитывая огромную разницу в масштабах объектов. Масса Стрельца А* составляет около 4,3 миллионов масс Солнца, тогда как M87* — настоящий монстр массой примерно в 6,5 миллиардов солнц. Несмотря на это различие, сходство их магнитных полей наводит на мысль, что сильные и организованные магнитные поля могут быть универсальной чертой всех сверхмассивных черных дыр. Более того, поскольку у M87* мощное магнитное поле порождает релятивистские струи (джеты), новое открытие позволяет предположить, что и у скромного Стрельца А* может существовать своя собственная, пока скрытая от наблюдений, слабая струя.
«Новое изображение черной дыры в центре нашей Галактики демонстрирует существование сильно искривленного и упорядоченного магнитного поля в ее непосредственной близости, — поясняет Сара Исаун, научный сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. — Вместе со сходной поляризационной структурой, наблюдаемой у гораздо более мощной черной дыры M87*, это дает нам ключевую информацию о том, как черные дыры взаимодействуют с окружающим веществом. Становится ясно, насколько фундаментальную роль играют магнитные поля в этих процессах».
Магнетизм двух космических гигантов: неожиданное сходство
Телескоп «Горизонт событий» (EHT) — это виртуальная обсерватория размером с Землю, объединяющая мощности нескольких радиотелескопов по всему миру. В 2017 году он впервые в истории сфотографировал тень черной дыры M87*, а в 2022 году представил миру изображение нашего собственного галактического центра — Стрельца А*.
Поляризация света — это явление, при котором световые волны ориентируются в определенном направлении. Магнитные поля, создаваемые горячей плазмой, вращающейся вокруг черной дыры, «закручивают» и поляризуют этот свет. Таким образом, наблюдая поляризацию, ученые фактически «видят» структуру невидимых магнитных полей. После успеха с M87* в 2021 году, команде EHT удалось проделать то же самое со Стрельцом А*, что стало техническим триумфом.
Первое в истории изображение сверхмассивной черной дыры M87*, полученное коллаборацией EHT.
Сфотографировать магнитное поле Стрельца А* было особенно сложно. Несмотря на относительную близость (27 000 световых лет), эта черная дыра намного меньше и динамичнее M87*. Материя вокруг нее движется с огромными скоростями, совершая полный оборот за считанные минуты, что затрудняет получение четкого «портрета». M87*, будучи гигантом, предоставляет более стабильную и медленную картину для наблюдений.
Изображение сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного Пути, полученное телескопом Event Horizon.
Преодоление этих трудностей позволило впервые сравнить магнитные поля черных дыр на противоположных концах массового спектра. Главный вывод ошеломил ученых: геометрия магнитных полей у этих двух, казалось бы, совершенно разных объектов, оказалась чрезвычайно похожей.
Сравнение поляризованного света вокруг черных дыр M87* (слева) и Стрельца А* (справа). Сходство структур магнитных полей очевидно.
«Это сходство особенно удивительно, — отмечает Сара Исаун. — M87* — это уникальный монстр в гигантской эллиптической галактике, извергающий колоссальные струи плазмы. Стрелец А*, напротив, — довольно заурядная черная дыра в обычной спиральной галактике, у которой, казалось бы, нет заметных джетов. Мы ожидали увидеть различия, но вместо этого обнаружили общую, фундаментальную черту».
Это открытие заставляет пересмотреть наши представления о «спокойном» характере галактического центра и намекает на возможность существования у него скрытых, ранее не обнаруженных особенностей.
Тайная струя: что скрывает черная дыра Млечного Пути?
Упорядоченное и сильное магнитное поле Стрельца А*, так похожее на поле M87*, — это серьезный аргумент в пользу гипотезы о существовании у нашей черной дыры собственной струи.
«Мы знаем, что сильные, упорядоченные магнитные поля напрямую связаны с формированием релятивистских струй, как в случае M87*, — объясняет Исаун. — Несмотря на то, что у Стрельца А* мы не наблюдаем явных джетов, магнитное поле имеет схожую конфигурацию. Это наводит на мысль, что струя там может существовать, просто она слабая или скрыта от наших инструментов. Обнаружить ее было бы крайне важно!»
Отсутствие заметных джетов у Стрельца А* раньше не удивляло ученых. M87* — ненасытный «едок», поглощающий колоссальные объемы вещества, что и питает ее мощные струи. Наша же черная дыра, Стрелец А*, находится на очень скудной диете, поглощая эквивалент одного зернышка риса за миллион лет. Новые данные, однако, предполагают, что даже при таком скромном «аппетите» механизмы для формирования струи могут присутствовать.
«Существуют косвенные свидетельства возможных выбросов в прошлом, но непосредственно джет Стрельца А* так и не был запечатлен из-за сложной и плотной среды в галактическом центре, — говорит исследовательница. — Его обнаружение стало бы крупнейшим открытием, которое прольет свет на связь между эволюцией черной дыры и историей всего Млечного Пути».
Джеты — это самые энергетические процессы во Вселенной. Они способны выметать газ из галактик, регулируя звездообразование и влияя на рост и эволюцию галактик в целом. Поэтому обнаружение даже слабой струи у Стрельца А* кардинально изменит наше понимание того, как наша Галактика стала такой, какой мы ее видим сегодня.
Струя плазмы, испускаемая черной дырой M87*, в поляризованном свете. Изображение от ALMA показывает структуру магнитного поля вдоль джета.
Новые поляризованные изображения двух разных черных дыр предоставили убедительные доказательства того, что мощные магнитные поля — это общее свойство подобных объектов. Следующий шаг — понять, как именно эта магнитная геометрия управляет аккрецией, формированием струй и эволюцией систем.
Коллаборация EHT планирует новые наблюдательные кампании, в том числе в апреле 2024 года. Ученые намерены изучать M87* и Стрельца А* на разных частотах, чтобы получить их «цветные» изображения и лучше понять физику процессов.
«В ближайшее десятилетие мы планируем расширить сеть EHT, добавив новые телескопы, чтобы сделать виртуальное зеркало еще больше, — делится планами Исаун. — Это позволит нам снимать "поляризованные фильмы" черных дыр в динамике и напрямую наблюдать, как джет M87* взаимодействует с самой черной дырой».
В будущем наблюдениям может помочь и космос. Одна из предлагаемых миссий — Black Hole Explorer (BHEX) — предполагает запуск космического телескопа, который в паре с наземной сетью EHT позволит получить беспрецедентно детальные изображения.
«Считается, что вращение черной дыры напрямую связано с конфигурацией ее магнитного поля и способностью запускать струи, — заключает Сара Исаун. — С помощью BHEX мы сможем четко увидеть "фотонное кольцо" черной дыры — структуру, которая кодирует свойства пространства-времени вокруг нее, включая скорость ее вращения. Это откроет новую главу в изучении этих загадочных объектов».
Обратите внимание: Частные фазы солнечного затмения 10 июня 2021 г. Вид из сша.
Космос Космос Астрономическая Фотография Черная Дыра Длинный Столб 10
Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: Новый вид сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути намекает на интересную скрытую особенность.