В беспрецедентных деталях: новая техника позволила увидеть корону черной дыры

Ученые сделали невероятно четкие снимки короны размером с Солнечную систему, которая окружает черную дыру. Благодаря этому им удалось впервые напрямую измерить такую корону, сообщает Live Science.

Сверхмассивная черная дыра RX J1131 находится примерно в шести миллиардах световых лет от Земли и вращается со скоростью, превышающей скорость света. Сама она остается скрытой, но поглощает близлежащие пыль и газ, разогревая их до миллионов градусов и сияя как квазар – один из самых ярких объектов во Вселенной. Корона черной дыры – гало перегретого газа – простирается на 50 астрономических единиц, что примерно соответствует размерам Солнечной системы.

Провести такие измерения ученые смогли благодаря редкому космическому выравниванию, при котором галактика переднего плана, находящаяся примерно в 4 миллиардах световых лет от Земли, и ее звезды действовали как два наложенных друг на друга увеличительных стекла. Это создало эффект двойного увеличения, улучшив резкость изображения ближайшего окружения черной дыры.

«Это первое подобное измерение. В принципе, мы нашли новый способ изучить то, что происходит очень близко к черной дыре», — заявил руководитель исследования Матус Рыбак, старший научный сотрудник Лейденского университета в Нидерландах.

Галактика на переднем плане настолько массивна, что ее мощная гравитация искривляет и усиливает свет RX J1131, создавая четыре отдельных изображения квазара благодаря явлению, известному как сильное гравитационное линзирование. Когда команда Рыбака повторно проанализировала данные десятилетней давности, собранные радиотелескопом ALMA, они заметили крошечные мерцания в яркости этих изображений.

Если бы источник изменений находился вокруг черной дыры, они бы становились ярче и тусклее одновременно. Но наблюдения, проведенные в 2022 году, показали, что изображения «мерцали» независимо друг от друга.

«Это неопровержимое доказательство — должно быть что-то еще», — сказал Рыбак.

И этим «чем-то» стало микролинзирование. Это процесс, в ходе которого отдельные звезды в галактике переднего плана действуют как крошечные линзы, кратковременно увеличивая различные части короны квазара. По словам ученых, корона настолько компактна, что эти мелкомасштабные усиления и вызывали независимое мерцание, наблюдаемое на изображениях.

Кроме того, что новый метод позволил изучить корону черной дыры, он открывает потенциальную возможность проникновения в магнитные поля, окружающие черные дыры.

Ранее ученые с помощью детектора гравитационных волн LIGO  «услышали», как черные дыры растут во время слияния. Это стало лучшим на сегодняшний день подтверждением теории, выдвинутой знаменитым физиком Стивеном Хокингом более 50 лет назад, но так и не доказанной при его жизни.