Астрономия

Наблюдая за изменяющимся горизонтом события Black Hole M87

Горизонт события является захватывающей частью анатомии черной дыры. В 2017 году телескопы по всему миру собрали данные о горизонте событий, окружающем супермассивную черную дыру, в центре M87. Это был первый раз, когда мы видели образ такого явления. С тех пор было получено еще 120 000 изображений региона, и, когда астрономы просеивали данные, их модель горизонта событий M87 развивалась.

Черные отверстия, образованные из коллапса массивных звезд или в некоторых случаях через другие процессы, являются областями пространства-времени, где гравитация настолько интенсивна, что искажает ткань вселенной. Горизонт события — это граница, окружающая черную дыру, за которой ничто — даже свет — не может избежать его гравитационного притяжения. Это знаменует собой точку возврата для любого вопроса или радиации, которая приближается. В рамках горизонта события кривизна пространственного времени становится бесконечной, что приводит к сингулярности, точке, когда плотность и гравитация достигают крайностей, которые современная физика и математика борются за моделирование. Свойства горизонта события имеют решающее значение для понимания черных отверстий, так как он представляет собой самый внешний слой, скрывающий все внутри.

1738169300 830 black hole feeds intermittently 1024x500 - Наблюдая за изменяющимся горизонтом события Black Hole M87
Впечатление этого художника показывает черную дыру примерно через 800 миллионов лет после Большого взрыва, в течение одного из его коротких периодов быстрого роста. Изображение предоставлено: jiarong gu

Один из таких объектов находится в центре большинства галактик и, в частности, в центре M87, массивной эллиптической галактике 53 миллионов световых лет. Это приблизительно 120 000 световых лет с примерно триллионными звездами. В своей основе находится супермассивная черная дыра, которая весит примерно в 6,5 миллиарда раз больше массы солнца. Именно этот объект был изображен в 2017 году впервые.

M87 jet 981x1024 - Наблюдая за изменяющимся горизонтом события Black Hole M87
Самолетка, выходящая из галактического ядра M87. НАСА/STSCI/AURA.

С тех пор, как это первое изображение горизонта события вокруг черной дыры M87 было использовано более 120 000 изображений для анализа того, как развивался горизонт с момента получения первых изображений. Как и все черные отверстия, у M87 есть вращательная ось, и именно это изображения показали что -то неожиданное.

Команда астрономов подтвердила, что ось указывает на землю и показала, что аккреционный диск страдает турбулентностью. По сравнению с изображениями 2017 года аккреционный диск осветляется, и считается, что турбулентность на аккреционном диске является причиной. Как доцент профессора Хун-Йи Пу из Национального Тайваня нормального университета объясняет: «Среда аккреции черной дыры турбулентная и динамичная. Поскольку мы можем рассматривать наблюдения за 2017 и 2018 годы как независимые измерения, мы можем ограничить окружение черной дыры с новой перспективой ».

Аккреционный диск вокруг M87* (как упоминается черная дыра) представляет собой кружащий диск газа и пыли, который вращается вокруг черной дыры перед тем, как его тянет. Диск образуется, когда материя разряжается рядом с звездами или от межзвездного газа перед спирацией. В черную дыру под его огромным гравитационным притяжением. Когда материал ускоряется в диске и сжимается, он нагревается до миллионов градусов, испуская излучение через электромагнитный спектр. Именно это радиация часто показывает наличие черной дыры.

Low Res a9PhD 3D A - Наблюдая за изменяющимся горизонтом события Black Hole M87
3D-рендеринг быстро вращающегося аккреционного диска черной дыры и полученного черного самолета. Кредит: Ore Gottlieb et al. (2024)

Открытия из супер компьютера, сгенерированных изображений, показывают больше о динамике в регионах, окружающих черную дыру. Они обнаруживают, что материал, заполняющийся в черную дыру издалека, может либо течь в направлении вращения черной дыры, либо в противоположном направлении.

Источник: M87 Год спустя: ловить турбулентный аккреционный поток черной дыры

Кнопка «Наверх»