През 2019-а светът успя да зърне за първи път директна фотография на сянката на черната дупка, разположена в центъра на галактиката M87, на около 55 млн. светлинни години Днес, докато са проучвали по-ранни и необработени снимки на обекта, учените откриха, че пръстенът около M87* потрепва лекичко – така, сякаш блести.
Снимката на черната дупка, която миналата година влезе в историята, бе резултат от многогодишни усилия на множество изследователи, a финалният ѝ вариант бе „сглобен“ от едва от 1-седмични наблюдения, осъществени през 2017-а.
В самото начало на проекта Event Horizon Telescope екипът е проучвал M87* с помощта на различни прототипни телескопи. Тези наблюдения, извършени в периода 2009-2012, не са събрали достатъчно данни за създаването на изображение.
Когато обаче астрономите са искали да разберат как пръстенът около черната дупка се променя с течение на времето, те установяват, че съществуват достатъчно данни, които да потвърдят в рамките на симулация как точно варира яркостта на пръстена.
Източник: M. Wielgus, D. Pesce & the EHT Collaboration
„Миналата година видяхме снимка на сянката на черна дупка, състояща се от ярък полумесец около M87*, образуван от гореща плазма, и тъмна централна част, където според нас се намира хоризонтът на събитията на въпросната черна дупка – обяснява астрономът Мачиек Велгус, от центъра по астрофизика „Харвард-Смитсониън“. – На базата на миналогодишните резултати ние си зададохме следните въпроси: морфологията на този полумесец консистентна ли е спрямо архивните данни? Дали архивните данни ще ни покажат, че той е със сходен размер и ориентация?“.
Екипът е използвал подхода на статистическото моделиране, базиран на рамките, използвани за анализ на данните от 2017-а. В края на краищата откриват (както и постановява Общата теория на относителността), че сянката на черната дупка – кръгът в средата на сияещия златист полумесец – е еднаква по големина през годините. Според учените това допълнително потвърждава естеството на M87*.
Учените обаче се натъкват и на нещо неочаквано – когато човек се загледа в снимката на М87*, няма как да не забележи, че част от пръстена е по-ярък. Той е създаден от прах и газ, които се въртят около черната дупка и попадат директно в нея. Неравната яркост е още едно нещо, предречено от Общата теория на относителността и наречено Доплеров ефект.
Когато част от пръстена се обръща към нас, той ни изглежда по-ярък (докато онази част, която се завърта настрани от нас, сякаш е по-бледа).
Учените откриват, че яркият регион не е фиксиран на едно място – той се движи и кара пръстенът да изглежда така, сякаш блести. Според тях това се дължи на турбулентния поток.
„Тъй като потокът от материя е турбулентен, с течение на времето изглежда така, сякаш полумесецът блести - обяснява Велгус. – Всъщност това, което наблюдаваме, са огромни вариации и не всички теоретични модели на акреция позволяват подобни колебания. С други думи – ние можем да започваме да отсяваме някои от моделите, базирани на наблюдаваните динамики.“
Турбулентността може да е предизвикана от най-различни неща, включително магнитудът на завъртане на черната дупка или структурата на магнитното поле в акреационния диск. Възможно е и да е следствие от магниторотационна нестабилност или разминаване между въртенето на черната дупка и акреационния поток.
Изследването е публикувано в The Astrophysical Journal.
