Сильные магнитные поля известной сверхмассивной черной дыры предстали в новом свете
Специалисты коллаборации "Телескоп горизонта событий" (EHT) опубликовали новые результаты, в которых впервые описано, как свет от края сверхмассивной черной дыры M87* вращается по спирали, избегая сильной гравитации черной дыры — признак того, что называется круговой (циркулярной) поляризацией.
То, как электрическое поле света предпочитает вращаться по или против часовой стрелки по мере его движения, несет информацию о магнитном поле и типах высокоэнергетических частиц вокруг черной дыры, рассказывают в Национальной радиоастрономической обсерватории Национального научного фонда США, передают OstanniPodii.com.
Новая работа, опубликованная 8 ноября в журнале The Astrophysical Journal Letters, подтверждает сделанные ранее выводы от EHT о том, что магнитное поле вблизи черной дыры M87* достаточно сильное, чтобы время от времени не дать черной дыре поглотить материю поблизости.
Атакамский большой миллиметровый/субмиллиметровый массив (ALMA) -- самый мощный в мире миллиметровый/субмиллиметровый телескоп, и является ключевым инструментом для EHT. Движущийся по спирали свет, который лежит в основе этого исследования, на самом деле состоит из низкочастотных радиоволн -- света, который не виден человеческому глазу или оптическим телескопам, но его могут заметить многие из радиотелескопов, в том числе и ALMA, которые работают вместе в рамках EHT.
"Круговая поляризация -- это последний сигнал, который мы искали в первых наблюдениях черной дыры M87 на EHT, и его было труднее всего проанализировать", - говорит Эндрю Чейл, младший научный сотрудник Гравитационной инициативы Принстонского университета, который координировал проект.
"Эти новые результаты дают нам уверенность в том, что наша картина сильного магнитного поля, пронизывающего горячий газ, который окружает черную дыру, является правильной. Беспрецедентные наблюдения EHT позволяют нам ответить на давние вопросы о том, как черные дыры потребляют материю и запускают джеты за пределы своих галактик".
В 2019 году EHT опубликовал первое изображение кольца горячей плазмы вблизи горизонта событий M87*. В 2021 году ученые EHT опубликовали изображение, показывающее направления электрических полей, осциллирующих по всему изображению. Этот результат, известный как линейная поляризация, стал первым признаком того, что магнитные поля вблизи черной дыры упорядочены и сильны. Новые измерения круговой поляризации, которые показывают, как электрические поля света закручиваются по спирали вокруг линейного направления с анализа 2021 года, являются еще одним убедительным доказательством наличия сильных магнитных полей.
Радиотелескоп ALMA предоставил как данные, так и калибровку для этих результатов и служил эталонной антенной решеткой для EHT. Без значительно большей чувствительности ALMA как эталонной антенны круговую поляризацию невозможно было бы обнаружить, отметили исследователи.