Телескопы впервые сделали совместный снимок сверхмассивной черной дыры M87 и массивного джета

Глобальная миллиметровая РСДБ-решетка (GMVA) объединила радиотелескопы по всему миру для получения этих результатов, включая Национальную радиоастрономическую обсерваторию Национального научного фонда (NRAO) и обсерваторию Грин-Бэнк (GBO), Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA), Антенная решётка со сверхдлинными базами (VLBA) и Телескоп Грин-Бэнк (GBT).

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики M87 — самая узнаваемая во Вселенной. Это была первая черная дыра, запечатленная на изображении, созданном телескопом Event Horizon Telescope (EHT) и обнародованном в 2019 году. Изображение ее плотного темного ядра, обрамленного аморфным светящимся кольцом, попало в заголовки международных газет.

«M87 наблюдали на протяжении многих десятилетий, и 100 лет назад мы знали, что джет там был, но мы не могли поместить его в контекст», — сказал Ру-Сен Лу, астроном из Шанхайской астрономической обсерватории и ведущий автор новой статьи. «С GMVA, в том числе с основными инструментами в NRAO и GBO, мы наблюдаем на более низкой частоте, поэтому видим больше деталей, и теперь знаем, что есть больше деталей, которые нужно увидеть».

Эдуардо Рос, астроном и научный координатор интерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) в Институте радиоастрономии им. Макса Планка, добавил: «Мы видели кольцо раньше, но теперь видим и джет. И он больше, чем мы думали».

Использование множества различных телескопов и инструментов дало команде более полное представление о структуре сверхмассивной черной дыры и ее джете, чем это было возможно ранее с помощью EHT. Для создания полной картины требовались все телескопы. В то время как VLBA предоставил полный обзор как джета, так и черной дыры, ALMA позволила ученым увидеть яркое радиоядро M87 и создать четкое изображение. Чувствительность 100-метровой поверхности GBT позволила астрономам увидеть как крупные, так и мелкие части кольца и увидеть более мелкие детали.

«Исходное изображение EHT выявило только часть аккреционного диска, окружающего центр черной дыры. Изменяя длину волны наблюдения с 1,3 до 3,5 миллиметров, мы смогли увидеть больше аккреционного диска, а теперь и джет. При этом оказалось, что кольцо вокруг черной дыры на 50% больше, чем мы считали ранее», — сказал ученый Тони Минтер, координатор GMVA для GBT.

Мало того, что части черной дыры больше, чем ранее обнаруженные наблюдения с более короткими длинами волн, но теперь можно подтвердить происхождение джета. Он родился из энергии, создаваемой магнитными полями, окружающими вращающееся ядро черной дыры, и ветрами, поднимающимися от аккреционного диска черной дыры.

«Эти результаты впервые показали, где формируется джет. До этого существовало две теории о том, откуда они могут появиться», — сказал Минтер. «Но это наблюдение показало, что энергия магнитных полей и ветра работают вместе».

Харшал Гупта, руководитель программы NSF обсерватории Грин-Бэнк, добавил: «Это открытие является яркой демонстрацией того, как телескопы, обладающие дополнительными возможностями, могут быть использованы для фундаментального улучшения понимания астрономических объектов и явлений. Удивительно видеть, как различные типы радиотелескопов, поддерживаемых NSF, синергетически работают как важные элементы GMVA, позволяющие получить общее представление о черной дыре и джете M87».

Наблюдения опубликованы 26 апреля в Nature.