Открыть главное меню

Сильные магнитные поля обнаружены в окрестности сверхмассивной черной дыры

17 апреля 2015

Так художник представляет себе окрестности сверхмассивной черной дыры. Черная дыра окружена ярко светящимся аккреционным диском. Еще дальше от дыры расположен пылевой тор. Часто наблюдаются высокоскоростные джеты — выбросы вещества из полюсов черной дыры, которые могу простираться на огромные расстояния.
Другие новости астрономии
Crab Nebula.jpg
Другие новости науки
Также посетите портал «Наука»

Наблюдения на телескопе ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) выявили в ближайшей окрестности горизонта событий сверхмассивной черной дыры присутствие очень сильного магнитного поля дополнительно к тому, которое уже было ранее обнаружено в ядре этой галактики. Эти новые наблюдения помогают астрономам понять структуру и механизм образования массивных объектов в центрах галактик, природу часто встречающихся у этих объектов мощных двойных плазменных струй-джетов, с огромной скоростью выбрасываемых из их полюсов. Результаты этих исследований публикуются в выпуске журнала Science от 17 апреля 2015 года.

Сверхмассивные черные дыры, массы которых часто достигают нескольких миллиардов солнечных, расположены в центрах почти всех галактик во Вселенной. Эти объекты могут притягивать к себе (аккрецировать) огромное количество вещества, образующего вокруг них аккреционные диски. В основном это вещество «заглатывается» черной дырой, но какая-то его часть выбрасывается в окружающее пространство со скоростью, близкой к скорости света, и образует плазменные джеты. Как именно это происходит, еще не вполне ясно. Считается, что ключевую роль в этом процессе играют сильные магнитные поля, действующие в непосредственной близости к горизонту событий.

До сих пор было подтверждено присутствие лишь слабых магнитных полей на больших — до нескольких световых лет — расстояниях от черных дыр[1]. Однако, совсем недавно астрономы из Технического университета Чалмерса (Chalmers University of Technology) и Космической обсерватории Онсала (Onsala Space Observatory) в Швеции на телескопе ALMA зарегистрировали сигналы, прямо связанные с сильным магнитным полем в непосредственной близости к горизонту событий сверхмассивной черной дыры удаленной галактики PKS 1830—211. Это магнитное поле локализуется в точности там, где происходит выброс вещества из окрестности черной дыры в форме джета.

Исследователи измерили напряженность магнитного поля, изучая поляризацию излучения, испускаемого из окрестности черной дыры.

«Поляризация — важное свойство света, оно часто используется в повседневной жизни, например, в солнечных очках или в специальных 3D-очках, надеваемых при просмотре стереофильмов, —»

говорит Иван Марти-Видал (Ivan Marti-Vidal), руководитель работы.

«В природе поляризация может возникать благодаря присутствию магнитного поля. Другими словами, когда свет проходит сквозь намагниченную среду, он поляризуется, и по степени этой поляризации можно измерить величину поля. В нашем случае оказалось, что излучение, зарегистрированное телескопом ALMA, прошло через область, очень близкую к черной дыре и заполненную очень сильно намагниченной плазмой.»

Астрономы обработали полученные на ALMA данные с помощью специально разработанной ими методики и обнаружили, что плоскость поляризации излучения, приходящего из центра PKS 1830—211 вращается[2]. До сих пор в исследованиях такого типа не удавалось использовать столь коротковолновое излучение, и это позволило прозондировать области очень близкие к черной дыре. Наблюдения на ALMA велись на эффективной длине волны около 0,3 миллиметра, в то время как более ранние наблюдения были выполнены на гораздо болеe длинных волнах. Только излучение с миллиметровыми длинами волн способно ускользнуть из области, непосредственно примыкающей к черной дыре; излучение с большей длиной волны поглощается.

«Мы получили ясные признаки вращения плоскости поляризации, степень которого в сотни раз выше, чем все, что было до сих пор обнаружено во Вселенной, —»

говорит Себастьян Мюллер (Sebastien Muller), соавтор статьи.

«Наше открытие, сделанное благодаря уникальным характеристикам телескопа ALMA — гигантский скачок, как в смысле используемых частот излучения, так и в плане расстояний до черной дыры, на которых обнаружено магнитное поле — это расстояние составляет всего несколько световых дней от горизонта событий. Полученные нами результаты, а также предстоящие исследования, помогут понять, что в действительности происходит с непосредственной близости к сверхмассивным черным дырам.»


ПримечанияПравить

  1. Гораздо более слабые магнитные поля зарегистрированы в окрестности отнсительно малоактивной сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Недавние наблюдения на миллиметровых волнах также позволили обнаружить слабое магнитное поле в активной галактике NGC 1275.
  2. Магнитное поле вызывает эффект фарадеевского вращения плоскости поляризации, которое происходит по-разному на различных длинах волн. Вид зависимости фарадеевского вращения от длины волны излучения позволяет определить параметры магнитного поля, вызывающего это вращение.

ИсточникиПравить

Эта статья содержит материалы из статьи «Телескоп ALMA обнаружил в окрестности сверхмассивной черной дыры сильное магнитное поле», опубликованной European Southern Observatory и распространяющейся на условиях лицензии Creative Commons Attribution 3.0 Unported (CC-BY 3.0 Unported).