Изображение горизонта событий M87 *, сверхмассивной черной дыры в центре эллиптической галактики M87, сделанное телескопом Event Horizon Telescope (EHT), которое дало нам первое прямое изображение черной дыры 10 апреля 2019.
С одной стороны, созданный им образ был весьма впечатляющим. Просто круговое пятно света, окружающее темную центральную область. С другой стороны, мелкие детали изображения содержат огромную информацию о размере и вращении черной дыры. Большинство деталей изображения черной дыры размыты границами EHT.
Но следующее поколение EHT, ngEHT, должно обеспечить более контрастное изображение и может выявить темный конец горизонта событий черной дыры.
NgEHT расширит область действия восьми телескопов EHT за счет нескольких обсерваторий, расположенных по всему миру, которые показаны желтыми и оранжевыми станциями на карте ниже.
Сама черная дыра не излучает свет. Любой свет, пересекающий горизонт событий, остается в ловушке навсегда. Светящееся кольцо, которое мы видим на изображении MH * EHT, вызвано фоновым радиоизлучением газа и пыли вокруг черной дыры. Часть этого света проходит очень близко к черной дыре и проходит через гравитационную линзу черной дыры. Ближайшая граница, на которой свет может коснуться черной дыры и достичь нас, называется фотонным кольцом.
Если бы мы могли наблюдать идеальную черную дыру, фотонное кольцо было бы тонкой яркой линией. Часть света от фотонного кольца рассеивается до того, как достигает нас, и в сочетании с пределами разрешения EHT это создает размытое изображение, которое мы видим.
Но EHT следующего поколения будет иметь более высокое разрешение и сможет захватывать изображения за более короткий период времени. Это позволит получить подробные изображения не только M87 *, но и сверхмассивной черной дыры в нашей галактике.
Одна из вещей, которые может показать ngEHT, - это наличие нескольких слоев линз. Большая часть света, который мы видим вокруг черной дыры, принадлежит фотонному кольцу. То есть сильно искаженный гравитационной линзой свет, проходящий по краю черной дыры.
Но определенное количество света совершает полный цикл вокруг черной дыры, прежде чем направится на нас, и даже меньшее количество света сделает много циклов. Каждый тип пути фотона создает отдельный слой светового кольца вокруг черной дыры. Если мы сможем разделить эти слои, мы лучше поймем природу гравитации вблизи черной дыры.
NgEHT может пойти еще дальше. Теоретически ngEHT может также видеть горизонт событий самой черной дыры.
Темная центральная область изображения M87 * не находится на горизонте событий. Это просто тень черной дыры, созданная фотонным кольцом. Но в центральной зоне должна быть внутренняя тень. Тень на горизонте событий. Как показано в недавней статье на arXiv, в центральной области должна быть внутренняя тень, тень от горизонта событий - это видно на изображении выше справа от белой линии. Расчеты Андре Челя и его коллег показывают, что эта внутренняя тень не является обычным кругом, но ее форма зависит от размера и вращения черной дыры.
Гравитационное поле возле черной дыры настолько сильное, что искажает не только свечение фотонного кольца, но и тень горизонта событий. Итак, хотя горизонт событий действительно сферический, то, что мы видим с горизонта событий, может быть искажено гравитацией черной дыры. В этой последней работе команда показывает то, что мы могли видеть - как от фотонного кольца, так и от внутренней тени. Сравнивая их, ученые могут узнать гораздо больше о динамике черных дыр, в том числе информацию о том, как они захватывают свет и материю.
Подписывайтесь на «Гродно 24» в Дзен Новости и на наш канал в Дзен