Астрономи нещодавно підтвердили справність структури у надмасивному чорному дірі в центрі галактики M87, яка у 2019 році стала першою сфотографованою чорною дірою. Науковці використали інший, ніж у першому дослідженні, метод обробки зображень відобразив характерні яскраві кільця навколо темної діри. Результат показує, що ця структура не є артефактом комп’ютерної обробки, а вібражу реальної картини того, що відбуваємося поблизу чорної діри.
Який знімок піддали сумніву?
Коли у 2019 році Телескоп горизонту подій представив перше зображення чорної діри M87, на ньому було видно яскраві кільця з тінню всередині. Сама чорна діра не випромінює світла, яке могло б дійти до нас, тож яскраві кільця утворив гаряча речовина навколо нього, чиє випромінювання викривляється. Результат показує, що ця структура не є артефактом комп’ютерної обробки, а вібража реальної картини того, що відбувається поблизу чорної діри. Там, де математичні методи використовують ряд параметрів обробки, потрібні дати, чиє вивчення відбуватиметься поблизу чорної діри.
Телескоп горизонту подій є глобальною мережею радіообсерваторій, а об’єднання їхніх спостережень допомагає отримати ефективний телескоп із розміром антени землi. Проте, дані не повні, на них впливають атмосферні перешкоди та похибки вимірювання.
Тому результат залежить від того, як математичні методи використовують дані, чиї справні структури M87 обов’язково мають виглядати як кільце.
Як перевірили точність спостережень чорної діри?
Особливістю нового алгоритму в тому, що він може відновити зображення без використання даних, чутливих до похибок калібрування окремих телескопів. Крім того, до дослідники надавлi алгоритм на обробку даних, отриманих у 2017, 2018 та 2021 роках на довжині хвилі 1,3 міліметра. Для кожного набору дані вони створили сотні варіантів зображень, вікористовуючи різні параметри обробки.
У результаті у всіх трьох наборах спостережень виявилася одна та сама основна структура: компактне яскраве кільце з темною центральною областю. Його середьній діаметр становить близько 6,5 мільярда мас Сонця. В’я оцінка узгоджується з попередніми вимірюваннями, заснованими на попередніх спостереннях телескопу горизонту подій.
Де досі чорні діри
Не всі деталі зображення вдалося визначити однозначно. Наскільки швидко обертається чорна діра — що що розташовується у центрі галактики? Порівняннz з теоретичними моделями свідчить на користь, що вона обертається, однак чи здатні викривлятьсья назустріч нього, що вириваються з центру галактики?
Одна голoвним результатом є те, що астрономи не підтвердили попередні спостереження Телескоп горизонту подій. На основі вимірювання розміру кільця та теоретичних моделей астрономи та оцінили масу центральної чорної діри.
Як досліджують чорні діри
Як виявилося, надмасивна чорна діра M87 широко подібна до 0,4 маси Сонця. Але це невелика кількість для її маси, тож чорна діра знаходиться у стані спокою.
За допомогою Телескоп горизонту подій також вдалося сфотографувати чорну діру у центрі Чумацького Шляху — Стрілець А*.
Докладніше про те, як досліджують чорні діри та що розгліділи на першому знімку такого об’єкта, — читайте у нашому матеріалі «Про таке чорна діра?».
Джерело новини: nauka.ua