|
Усомнились в точности первого фото чёрной дыры
|
|
|
|
Помните то удивительное "первое изображение" черной дыры в созвездии Стрельца A* (Sgr A) в центре Млечного Пути? По мнению исследователей из Национальной астрономической обсерватории Японии (NAOJ), это может быть не совсем точным. Вместо этого аккреционный диск вокруг Sgr A* может быть более вытянутым, а не круглой формы, которую мы впервые увидели в 2022 году.
|
|
|
|
Ученые из NAOJ применили различные методы анализа к данным Sgr A*, впервые полученным командой телескопа Event Horizon Telescope (EHT). Данные EHT были получены с помощью сети из восьми наземных радиотелескопов. Первоначальный анализ показал яркую кольцевую структуру, окружающую темную центральную область.
|
|
|
|
Повторный анализ, в результате которого была получена другая форма, указывает на движение и распределение вещества в диске.
|
|
|
|
Справедливости ради стоит отметить, что данные радиоинтерферометрии, как известно, сложны для анализа. По словам астронома NAOJ Миеси Микато, округлый вид может быть обусловлен способом построения изображения.
|
|
|
|
|
|
|
"Мы предполагаем, что изображение кольца появилось в результате ошибок, допущенных при анализе изображений EHT, и что часть его была артефактом, а не реальной астрономической структурой", - предположил Миеси.
|
|
|
|
Объясняя внешний вид черной дыры
|
|
|
|
Итак, как выглядит Sgr A* в повторном анализе NAOJ?
|
|
|
|
"Наше изображение слегка вытянуто в направлении восток-запад, и восточная половина ярче западной", - сказал Миеси.
|
|
|
|
"Мы считаем, что это означает, что аккреционный диск, окружающий черную дыру, вращается со скоростью около 60 процентов скорости света".
|
|
|
|
Аккреционный диск заполнен перегретым материалом, который, так сказать, "циркулирует по канализации", направляясь в черную дыру массой в 4 миллиона солнечных масс. При прохождении через аккреционный диск материал нагревается за счет трения и действия магнитных полей. Это заставляет его светиться, в основном в рентгеновских лучах и видимом свете, а также испускать радиоизлучение.
|
|
|
|
На форму аккреционного диска также влияют различные факторы, включая вращение самой черной дыры. Кроме того, на форму влияет скорость аккреции (то есть количество вещества, попадающего в диск), а также угловой момент вещества.
|
|
|
|
Гравитационное притяжение черной дыры также искажает наше представление об аккреционном диске. Такое искажение, как в "зеркале смеха", невероятно затрудняет получение изображения. Как оказалось, любое представление о реальной форме диска – исходное круглое изображение EHT или вытянутое изображение NAOJ – может быть точным.
|
|
Итак, почему разные виды черной дыры?
|
|
|
|
Как команды смогли получить два слегка отличающихся друг от друга вида Sgr A*, используя одни и те же данные?
|
|
|
|
"Ни один телескоп не может получить идеальное астрономическое изображение", - отметил Миеси. Что касается наблюдений EHT, то оказалось, что интерферометрические данные с широко подключенных телескопов могут содержать пробелы. Во время анализа данных ученым приходится использовать специальные методы для построения полного изображения. Именно так поступила команда EHT, в результате чего было получено изображение "круглой черной дыры".
|
|
|
|
Команда Миеши опубликовала статью, описывающую их результаты. В ней они предполагают, что кольцевая структура на изображении 2022 года, опубликованном EHT, является артефактом, вызванным неровной функцией распределения точек (PSF) данных EHT.
|
|
|
|
PSF описывает, как система обработки изображений работает с точечным источником в рассматриваемой области. Это помогает оценить степень размытия, возникающую из-за несовершенства оптики (или, в данном случае, пробелов в интерферометрических данных). Другими словами, у него были проблемы с "заполнением" пробелов.
|
|
|
|
Команда NAOJ повторно проанализировала данные и использовала другой метод отображения, чтобы сгладить пробелы в данных. В результате аккреционный диск Sgr A* приобрел вытянутую форму.
|
|
|
|
Половина диска ярче, и они предполагают, что это происходит из-за доплеровского усиления, когда диск быстро вращается. Они предполагают, что на недавно проанализированных данных и удлиненном изображении видна часть диска, которая находится в нескольких радиусах Шварцшильда от черной дыры, вращается чрезвычайно быстро и видна под углом 40°-45°.
|
|
Что дальше?
|
|
|
|
Этот повторный анализ должен помочь лучше понять, как на самом деле выглядит аккреционный диск Sgr A*. Исследование Sgr A*, опубликованное в 2022 году, стало первой детальной попыткой составить карту области вокруг черной дыры.
|
|
|
|
Консорциум EHT работает над усовершенствованиями для получения более качественных и детальных интерферометрических изображений этой и других черных дыр. В конечном итоге это должно привести к получению более точных изображений.
|
|
|
|
Дальнейшие исследования должны помочь заполнить пробелы в наблюдениях за аккреционным диском. Кроме того, детальные исследования окружающей черной дыры должны дать больше информации о черной дыре, скрытой внутри диска.
|
|
|
|
Источник
|
