В апреле 2019 года сотрудничество с Телескопом горизонта событий (EHT) вошло в историю, когда оно опубликовало первое изображение черной дыры. На изображении запечатлено свечение аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру (СМЧД) в центре галактики М87, на расстоянии 54 миллионов световых лет от нас. Из-за своего внешнего вида диск, окружающий эту СМЧД за горизонтом событий (состоящий из газа, пыли и фотонов), был сопоставлен с «огненным кольцом». С тех пор EHT активно фотографировал несколько других сверхмассивных черных дыр, в том числе Стрелец А* в центре Млечного Пути!
Кроме того, EHT раскрыл дополнительные подробности о M87, такие как первое в истории изображение фотонного кольца и изображение, объединяющее СМЧД и ее релятивистскую струю, исходящую из ее центра. EHT недавно опубликовала результаты своей последней наблюдательной кампании. Эти наблюдения выявили впечатляющую вспышку, исходящую от мощного релятивистского луча M87. Эта вспышка высвободила огромное количество энергии на разных длинах волн, включая первый высокоэнергетический гамма-всплеск, наблюдавшийся более чем за десятилетие.
EHT — это международное сотрудничество исследователей из тринадцати университетов и институтов по всему миру, объединяющее данные более чем 25 наземных и космических телескопов. Исследование было недавно опубликовано в журнале Астрономия и астрофизикабыло выполнено Сотрудничеством телескопов горизонта событий, Научной рабочей группой по многоволновым телескопам горизонта событий, Сотрудничеством телескопов большой площади Ферми, Сотрудничеством HESS, Сотрудничеством MAGIC, Сотрудничеством VERITAS и Сотрудничеством EAVN.
В исследовании представлены данные второй кампании наблюдений EHT, проведенной в апреле 2018 года, в ходе которой почти одновременно были получены спектры галактики с самым широким за всю историю охватом длин волн. Джакомо Принсипи, координатор статьи, является исследователем в Университете Триеста, связанном с Национальным институтом астрофизики (INAF) и Национальным институтом ядерной физики (INFN). Как он объяснил в недавнем пресс-релизе EHT:
«Нам посчастливилось обнаружить гамма-всплеск от M87 во время этой многоволновой кампании EHT. Это первая вспышка гамма-излучения, наблюдаемая в этом источнике более чем за десятилетие, и позволяющая нам точно определить размер области, ответственной за наблюдаемое гамма-излучение. Наблюдения – как текущие с помощью более чувствительной установки EHT, так и запланированные на ближайшие годы – предоставят неоценимую информацию и исключительную возможность изучить физику, окружающую сверхмассивную черную дыру M87. Эти усилия обещают пролить свет на связь диска и струи и раскрыть происхождение и механизмы излучения гамма-фотонов».
Во второй EHT и многоволновой кампании использовались данные более чем двух десятков высококлассных наблюдательных объектов, включая космический гамма-телескоп большой площади Ферми НАСА (Fermi-LAT), космический телескоп Хаббла (HST) и ядерный спектроскопический телескоп. Array (NuSTAR), рентгеновская обсерватория Чандра и обсерватория Нила Герельса Свифта. Это было объединено с данными трех крупнейших в мире черенковских телескопов для визуализации атмосферы — стереоскопической системы высоких энергий (HESS), черенковской системы визуализации основного гамма-излучения атмосферы (MAGIC) и системы телескопов для визуализации очень энергичного излучения (VERITAS).
В ходе кампании космический телескоп Ферми с помощью инструмента LAT собрал данные, указывающие на увеличение высокоэнергетического гамма-излучения. Затем компании Chandra и NuSTAR собрали высококачественные данные в рентгеновском диапазоне, а массив со сверхдлинной базой (VLBA) и сеть VLBI Восточной Азии (EAVN) собрали данные в радиочастотном диапазоне. Вспышка, обнаруженная этими наблюдениями, длилась около трех дней и охватывала область размером около трех световых дней, что примерно в 170 раз превышает расстояние между Солнцем и Землей (~ 170 а.е.).
Сама вспышка была значительно выше энергий, обычно измеряемых вблизи черных дыр, и показала значительные изменения в позиционном угле асимметрии «горизонта событий» черной дыры и ее положении. Как объяснил Дэрил Хаггард, профессор Университета Макгилла и сокоординатор Рабочей группы по многоволновым технологиям EHT, это предполагает физическую взаимосвязь между этими структурами в самых разных масштабах:
«На первом изображении, сделанном во время кампании наблюдения 2018 года, мы увидели, что излучение вдоль кольца не было однородным, а вместо этого имело асимметрию (то есть более яркие области)». Последующие наблюдения, сделанные в 2018 году и связанные с этой работой, подтвердили этот вывод и сделали его. ясно, что позиционный угол асимметрии изменился».
«Как и где частицы ускоряются в струях сверхмассивных черных дыр, долгое время было загадкой», — добавила профессор Сера Маркофф из Амстердамского университета, еще один сокоординатор Рабочей группы по многоволновым исследованиям EHT. «Впервые мы можем объединить прямые изображения областей, расположенных вблизи горизонта событий, во время вспышек гамма-излучения, вызванных событиями ускорения частиц, проверяя теории о происхождении вспышек».
Это открытие может открыть возможности для будущих исследований и привести к прорыву в нашем понимании Вселенной.
Дальнейшее чтение: EHT, Астрономия и астрофизика
