Свежие снимки чёрной дыры в центре галактики M87 поставили учёных в тупик — там развернулась поляризация
В августовском номере Astronomy & Astrophysics коллаборация «Телескоп горизонта событий» (EHT) поделилась свежими снимками сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики M87. Учёные поражены — новые изображения выдают совершенно неожиданное поведение чёрной дыры. Поляризация магнитных полей плазменного диска вокруг объекта всего за четыре года изменилась на строго противоположную, о чём не сказано ни в одном учебнике.
«Тот факт, что направление поляризации изменилось с 2017 по 2021 год, был совершенно неожиданным, — заявил член команды EHT Джонхо Пак (Jongho Park), исследователь из Университета Кёнхи в Южной Корее. — Это ставит под сомнение наши модели и показывает, что мы ещё многого не понимаем [о процессах] вблизи горизонта событий».
Определение поляризации магнитных полей плазмы даёт возможность понять её динамику и, следовательно, открывает путь к изучению физики вблизи горизонта событий чёрной дыры и её самой. Движение раскалённой плазмы (ионизированных атомов вещества, разогреваемых трением и гравитацией) вокруг чёрной дыры создаёт излучение, в том числе, в радиодиапазоне. Этому сопутствует распространение магнитных полей. О направлении магнитных полей можно судить по поляризации сигналов.
Теория предполагает, что магнитное поле вокруг чёрной дыры относительно стабильное или, по крайней мере, ведёт себя хорошо предсказуемым образом. Наблюдение за сверхмассивной чёрной дырой в центре M87 показало обратное: движение плазмы быстро замерло и обратилось вспять, что повлекло изменение поведения магнитного поля объекта всего за четыре года.
В то же время следует напомнить, что Телескоп горизонта событий не делает прямых изображений чёрной дыры. Более того, сам телескоп — это 25 разбросанных по всей Земле радиотелескопов. Постепенно к ним добавляются новые инструменты (для получения финального снимка в 2021 году были добавлены ещё две установки: телескоп Kitt Peak в Аризоне и NOEMA (Northern Extended Millimeter Array) во Франции). Новые телескопы в сети и модернизация старых позволяют получать всё лучшие изображения чёрных дыр, повышая их чёткость и детализацию.
Каждый из радиотелескопов в сети EHT может вести самостоятельные наблюдения, данные которых потом относительно просто синхронизируются с остальными. Сведённые вместе, они представляют результат работы виртуального телескопа размером с Землю. Жаль, что для оптики это пока не работает. С этим могут помочь, похоже, только квантовые компьютеры. Но это будет уже другая история.