Телескоп горизонта событий увидел колебания яркости тени черной дыры

Коллаборация Телескопа горизонта событий (EHT) опубликовала результаты анализа данных наблюдений за сверхмассивной черной дырой в галактике М87 в течение восьми лет. Ученым удалось подтвердить стабильность диаметра тени, а также увидеть изменения ее яркости, что согласуется с теоретическим предсказаниями. Статья опубликована в журнале The Astrophysical Journal.

Проект EHT (Event Horizon Telescope) представляет собой радиоинтерферометр со сверхдлинной базой, который включает в себя телескопы восьми обсерваторий на разных континентах и ведет наблюдения на длине волны 1,3 миллиметра. Синхронизация работы телескопов при помощи атомных часов и обработка данных при помощи суперкомпьютеров позволяет получать изображения с огромным угловым разрешением, что являлось важнейшим условием для достижения главной цели проекта — получения первого в истории изображения тени черной дыры. Это удалось сделать в ходе наблюдений в течение недели в апреле 2017 года, когда ученые смогли увидеть тень сверхмассивной черной дыры в центре крупной активной эллиптической галактики M87, а также рассмотреть релятивистский джет, бьющий из активного ядра далекого блазара 3C 279.

В новой работе, опубликованной коллаборацией EHT, описаны результаты анализа архивных данных наблюдений в рамках проекта в 2009, 2011, 2012 и 2013 годах, когда система еще не включала в себя все доступные телескопы. Тем не менее уже тогда ученые следили за центром галактики М87. Несмотря на то, что этих данных недостаточно для построения новых изображений тени сверхмассивной черной дыры, их хватает для оценки изменений, происходящих в ее окрестностях в период с 2009 по 2017 год, что позволяет наложить ограничения на теоретические модели.

Исследователи пришли к выводу, что данные наблюдений согласуются с теоретическими предсказаниями Общей теории относительности. Диаметр тени черной дыры остался неизменным за все время наблюдений, что подтверждает его природу. Также были выявлены признаки умеренной изменчивости яркости кольца за все время наблюдений, в частности асимметрию яркости в направлении восток-запад. Это указывает на изменения в аккреционном турбулентном потоке горячего газа, падающего на черную дыру и позволяет наложить новые ограничения на ряд параметров, использующихся в моделях, таких как спин черной дыры, намагниченность аккреционного потока и модель нагрева электронов.

О том, каким образом астрономы смогли получить изображение тени черной дыры, и научной ценности этого открытия можно узнать из материалов «Взгляд в бездну» и «Заглянуть за горизонт».

Александр Войтюк