Наука 16 августа 2022

Астрофизики впервые наблюдали фотонное кольцо у горизонта событий черной дыры

Исследователи нашли яркое кольцо света, сформированное фотонами, на снимке черной дыры M87. Результаты исследования опубликованы в The Astrophysical Journal.

Читайте «Хайтек» в

После публикации в 2019 году первого изображения сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 исследователи предположили, что за огненными оранжевыми бликами должно скрываться кольцо из фотонов. Его существование предсказывала теория Эйнштейна. Астрофизикам удалось создать еще более подробное изображение черной дыры, на котором видна предсказанная структура.

Фотонное кольцо вокруг черной дыры в M87. Изображение: Broderick et al, The Astrophysical Journal

Черные дыры долгое время считались невидимыми. Но в 2019 году ученые впервые опубликовали снимок черной дыры в центре галактики M87, сверхгигантской эллиптической галактики, расположенной в 53,5 млн световых лет от Земли. Создание этого изображения стало возможным, благодаря глобальной сети телескопов EHT (Телескоп горизонта событий). Она объединяет восемь связанных между собой обсерваторий в разных частях Земли, которые изучают одни и те же объекты.

В новой работе астрофизики использовали дополнительные программные методы и алгоритмы визуализации для восстановления изображения на основе данных, полученных в 2017 году и использованных для первого снимка черной дыры. На новом изображении видно фотонное кольцо, состоящее из ряда все более ярких подколец, формирующих целую картину.

Фотонное кольцо в разные дни наблюдений. Изображение: Broderick et al, The Astrophysical Journal

Согласно теории Эйнштейна, черные дыры окружают фотонные световые кольца. Это концентрические круги из фотонов, отброшенных мощной гравитацией черной дыры. Несмотря на то, что их существование было предсказано достаточно давно, до сих пор никому не удавалось их наблюдать.

Телескоп горизонта событий создан специально для исследования черных дыр. Помимо первого снимка сверхмассивной черной дыры, с его помощью было получено первое изображение сравнительно небольшой, но чрезвычайно активной черной дыры Стрелец A*, расположенной в центре Млечного Пути.