Телескоп горизонту подій виявив витік колосального джета надмасивної чорної діри M87*

Астрономічна спільнота сколихнулася від нової значущої новини: колаборація Телескопа горизонту подій (EHT) оголосила про успішне визначення точного місця зародження гігантського джета, що виривається з надмасивної чорної діри M87*. Це відкриття стало можливим завдяки скрупульозному аналізу масивів даних, зібраних мережею EHT протягом 2021 року. Отримані результати надали спостережні докази того, де саме починається потужний викид заряджених часток, що мчать крізь космічний простір.

Об’єкт дослідження, відомий як M87*, розташований у серці еліптичної галактики Мессьє 87 (M87), яка віддалена від нашої планети приблизно на 55 мільйонів світлових років. Науковцям вдалося простежити шлях джета аж до його основи, яка раніше залишалася прихованою за характерною «тінню» чорної діри, зафіксованою у попередніх спостереженнях. Згідно з новими вимірюваннями, загальна довжина джета сягає вражаючих 3000 світлових років, проте ідентифікована область його виникнення розташована на відстані менше однієї десятої світлового року — приблизно 0,09 світлового року — від самого центру чорної діри.

У цьому амбітному проекті взяли участь провідні світові експерти, серед яких керівник групи Саурабх з Інституту радіоастрономії Товариства Макса Планка (MPIfR) та член наукової команди Хендрік Мюллер з Національної радіоастрономічної обсерваторії (NRAO). Вагомий внесок у дослідження, результати якого були оприлюднені в авторитетному часописі Astronomy & Astrophysics, зробив також Себастьяно фон Фелленберг, який раніше працював у MPIfR, а нині представляє Канадський інститут теоретичної астрофізики (CITA). Дослідники дійшли висновку, що радіовипромінювання, зафіксоване в даних за 2021 рік, але відсутнє в матеріалах 2017–2019 років, походить саме з компактної зони в безпосередній близькості до чорної діри, що і є основою джета.

Чорна діра M87* займає особливе місце в історії науки, оскільки саме її зображення тіні стало першим в історії, отриманим у квітні 2019 року на основі спостережень 2017 року. Її фізичні параметри вражають уяву: маса об’єкта становить близько 6,5 мільярда мас Сонця, що робить її справжнім велетнем порівняно зі Стрільцем А* (Sgr A*) у центрі нашої Галактики, маса якої оцінюється лише у 4 мільйони сонячних мас. Для досягнення такої неймовірної деталізації вчені використовували метод інтерферометрії з наддовгими базами (VLBI), що дозволяє розрізняти структури на масштабах, які наближаються до радіуса Шварцшильда.

Успіх місії забезпечили новітні технологічні рішення та інструменти, що значно підвищили чутливість спостережень. Зокрема, ключову роль відіграли телескоп NOEMA та 12-метровий телескоп на Кітт-Пік, які забезпечили необхідні проміжні базові лінії для фіксації структур на масштабах від 0,02 до 0,2 парсека. Здатність розрізняти об’єкти на відстані всього 0,09 світлового року від M87* свідчить про стрімкий розвиток технічних можливостей колаборації EHT, що відкриває нові горизонти для вивчення екстремальної фізики всесвіту.

Сучасні теоретичні моделі, як-от механізм Блендфорда-Знаєка (BZ), припускають, що енергія для формування джета вилучається з обертальної енергії чорної діри за допомогою потужних магнітних полів, які перетинають горизонт подій. Подальші спостереження, заплановані міжнародною командою, матимуть критичне значення для підтвердження цих висновків. Це може нарешті розкрити фундаментальну таємницю механізму запуску цих колосальних галактичних струменів, що впливають на еволюцію цілих зоряних систем та структуру космосу в цілому.