Перспектива фактического разрешения горизонта событий черных дыр кажется чем-то из области научной фантастики, но это реальность. Телескоп горизонта событий (EHT) уже разрешил горизонт черных дыр в центре Млечного Пути и M87. Группа астрономов теперь смотрит на следующее поколение EHT, которое будет работать на нескольких частотах с большим количеством телескопов, чем EHT. Новая статья предполагает, что, возможно, даже удастся запечатлеть кольцо, где свет выходит на орбиту вокруг черной дыры в центре Млечного Пути.
Черные дыры — странные объекты, являющиеся электростанциями многих галактических явлений. Они имеют сложную анатомию с сингулярностью в центре, точкой бесконечной плотности, где гравитация настолько сильна, что законы физики перестают работать. Вокруг сингулярности находится горизонт событий, граница, за пределы которой ничто, даже свет, не может вырваться. Сразу за горизонтом событий находится фотонное кольцо, и именно здесь свет изгибается по круговой орбите вокруг сингулярности. Еще дальше находится аккреционный диск, но фокусом следующего поколения Телескопа горизонта событий будет фотонное кольцо.
Название Event Horizon Telescope немного вводит в заблуждение, поскольку это не один телескоп, а глобальная сеть радиотелескопов, которые работают вместе, чтобы действовать как виртуальный радиотелескоп размером с Землю. Технология, которая делает это возможным, известна как интерферометрия, где все телескопы соединены вместе. Очень длинная база телескопа или, проще говоря, тот факт, что он фактически ОЧЕНЬ большой, означает, что он обладает невероятными возможностями разрешения, позволяющими ему захватывать горизонт событий вокруг Стрельца А в центре Млечного Пути, а также черную дыру в центре M87.
EHT был запущен в 2009 году, но теперь внимание переключается на следующее поколение. Добавление десяти новых тарелок и целого ряда новых технологий преобразует EHT. Современные высокоскоростные протоколы передачи данных ускорят время передачи, а добавление новых тарелок и технологий будет означать, что EHT сможет вести наблюдения на частотах 86, 230 и 345 ГГц одновременно. Это позволяет использовать методы передачи фазы частоты, где данные с более низкой частотой могут использоваться для дополнения более высокой частоты. Использование этого будет означать время интеграции в минуты на частоте 345 ГГц, а не секунды, открывая целую вселенную новых наблюдений, таких как фотонные кольца черных дыр.
Исследования сверхмассивной черной дыры в центре M87 и Стрельца А предполагают наличие магнитно-задержанного аккреционного диска. В этой модели аккреционный диск образует ряд нерегулярных спиральных потоков, а вертикальное магнитное поле, разделенное на отдельные силовые линии, пронзает аккреционную плоскость. По мере вращения диска материал закручивается по спирали внутрь, увлекая силовые линии и закручивая их вокруг оси вращения, что приводит к образованию струй. Эти магнитно-задержанные диски демонстрируют симметрично поляризованные синхротронные излучения, которые использовались группой астрономов для изучения обнаруживаемости фотонного кольца с использованием EHT следующего поколения.
Статья, авторами которой являются Кейтлин М. Шавелль и Дэниел К. М. Палумбо из Принстонского университета и Гарварда и Смитсоновского института (соответственно), показывает с помощью моделирования, что запланированные усовершенствования EHT, вероятно, позволят обнаружить фотонные кольца. При анализе усовершенствований они обнаружили, что более высокая чувствительность нового EHT, вероятно, будет более критичной, чем лучшие методы обработки при обнаружении фотонного кольца.
Источник: Перспективы обнаружения фотонного кольца Sgr A* с помощью поляриметрии телескопа горизонта событий следующего поколения
