Сильні магнітні поля відомої надмасивної чорної діри постали у новому світлі
Фахівці колаборації "Телескоп горизонту подій" (EHT) опублікували нові результати, в яких вперше описано, як світло від краю надмасивної чорної діри M87* обертається по спіралі, уникаючи сильної гравітації чорної діри — ознака того, що називається круговою (циркулярною) поляризацією.
Те, як електричне поле світла воліє обертатися за або проти годинникової стрілки в міру його руху, несе інформацію про магнітне поле й типи високоенергетичних частинок навколо чорної діри, розповідають в Національній радіоастрономічній обсерваторії Національного наукового фонду США, передають OstanniPodii.com.
Нова робота, опублікована 8 листопада в журналі The Astrophysical Journal Letters, підтверджує зроблені раніше висновки від EHT про те, що магнітне поле поблизу чорної діри M87* досить сильне, щоб час від часу не дати чорній дірі поглинути матерію поблизу.
Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA) -- найпотужніший у світі міліметровий/субміліметровий телескоп, та є ключовим інструментом для EHT. Рухоме по спіралі світло, яке лежить в основі цього дослідження, насправді складається з низькочастотних радіохвиль -- світла, яке не видно людському оку або оптичним телескопам, але його можуть помітити багато з радіотелескопів, зокрема й ALMA, які працюють разом у рамках EHT.
"Кругова поляризація -- це останній сигнал, який ми шукали в перших спостереженнях чорної діри M87 на EHT, і його було найважче проаналізувати", - каже Ендрю Чейл, молодший науковий співробітник Гравітаційної ініціативи Принстонського університету, який координував проєкт.
"Ці нові результати дають нам упевненість у тому, що наша картина сильного магнітного поля, що пронизує гарячий газ, який оточує чорну діру, є правильною. Безпрецедентні спостереження EHT дають нам змогу відповісти на давні запитання про те, як чорні діри споживають матерію й запускають джети за межі своїх галактик".
У 2019 році EHT опублікував перше зображення кільця гарячої плазми поблизу горизонту подій M87*. У 2021 році вчені EHT опублікували зображення, що показує напрямки електричних полів, що осцилюють по всьому зображенню. Цей результат, відомий як лінійна поляризація, став першою ознакою того, що магнітні поля поблизу чорної діри впорядковані та сильні. Нові вимірювання кругової поляризації, які показують, як електричні поля світла закручуються по спіралі навколо лінійного напрямку з аналізу 2021 року, є ще одним переконливим доказом наявності сильних магнітних полів.
Радіотелескоп ALMA надав як дані, так і калібрування для цих результатів і слугував еталонною антенною решіткою для EHT. Без значно більшої чутливості ALMA як еталонної антени кругову поляризацію неможливо було б виявити, зазначили дослідники.