eso1515ru — Научный релиз

Телескоп ALMA обнаружил в окрестности сверхмассивной черной дыры сильное магнитное поле

На горизонте событий действует загадочный механизм

16 апреля 2015 г.

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 [3].

"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.

Примечания

[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.

[3] 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.

Узнать больше

Результаты исследования представлены в статье “A strong magnetic field in the jet base of a supermassive black hole” to appear in Science on 17 April 2015

Состав исследовательской группы: I. Martí-Vidal (Onsala Space Observatory and Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sweden), S. Muller (Onsala Space Observatory and Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sweden), W. Vlemmings (Department of Earth and Space Sciences and Onsala Space Observatory, Chalmers University of Technology, Sweden), C. Horellou (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sweden) и S. Aalto (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Sweden).

Атакамская Большая Миллиметровая / субмиллиметровая решетка ALMA (The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), международный астрономический инструмент – совместный проект ESO, Национального научного фонда США NSF (U.S. National Science Foundation) и Национального института естественных наук Японии NINS (National Institutes of Natural Sciences) в кооперации с Республикой Чили. Работа обсерватории ALMA финансируется ESO (представляющей объединенные интересы своих стран-участниц), Фондом NSF совместно с Национальным советом по научным исследованиям Канады NRC (National Research Council) и Национальным советом по науке Тайваня NSC (National Science Council), а также NINS в кооперации с тайваньской Academia Sinica (AS) и Корейским институтом астрономии и космических исследований KASI (Korea Astronomy and Space Science Institute).

Строительство и эксплуатация телескопа ALMA осуществляются: ESO, представляющей интересы своихстран-участниц; Национальной радиоастрономической обсерваторией США NRAO (National Radio Astronomy Observatory) под управлением компании Associated Universities, Inc. (AUI), представляющей Северную Америку; Национальной астрономической обсерваторией Японии NAOJ (National Astronomical Observatory of Japan), представляющей Восточную Азию. Общее управление строительством, тестированием и эксплуатацией ALMA осуществляется в рамках Объединенной обсерватории ALMA (The Joint ALMA Observatory -- JAO).

Европейская Южная Обсерватория (ESO, the European Southern Observatory) -- ведущая межгосударственная астрономическая организация Европы, самая продуктивная в мире астрономическая обсерватория. В ее работе принимают участие 16 стран: Австрия, Бельгия, Бразилия, Великобритания, Германия, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Польша, Португалия, Финляндия, Франция, Чешская Республика, Швейцария и Швеция, а также Чили как страна, предоставившая свою территорию для размещения обсерваторий ESO. ESO проводит в жизнь масштабную программу проектирования, строительства и эксплуатации мощных наземных наблюдательных инструментов, позволяющих астрономам выполнять важнейшие научные исследования. ESO также играет ведущую роль в организации и поддержке международного сотрудничества в области астрономических исследований. ESO располагает тремя уникальными наблюдательными пунктами мирового класса, находящимися в Чили: Ла Силья, Паранал и Чахнантор. В обсерватории Паранал, самой передовой в мире астрономической обсерватории для наблюдений в видимой области спектра, установлен Очень Большой Телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT) и два обзорных телескопа: VISTA, который работает в инфракрасных лучах и является крупнейшим в мире телескопом для выполнения обзоров неба, и Обзорный Телескоп VLT (VLT Survey Telescope) -- крупнейший инструмент, предназначенный исключительно для обзора неба в видимом свете. ESO является европейским партнером крупнейшего астрономического проекта современности – системы радиотелескопов миллиметрового и субмиллиметрового диапазона ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Паранала, ESO ведет строительство E-ELT (European Extremely Large optical/near-infrared Telescope) – 39-метрового Европейского Чрезвычайно Большого Телескопа для оптического и ближнего ИК диапазонов, который станет “величайшим в мире оком, устремленным в небо».

Ссылки

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-812-363-7786
Сотовый: +7-911-212-2130
Email: km@gao.spb.ru

Ivan Marti-Vidal
Onsala Space Observatory
Onsala, Sweden
Телефон: +46 31 772 55 57
Email: ivan.marti-vidal@chalmers.se

Richard Hook
ESO, Public Information Officer
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6655
Сотовый: +49 151 1537 3591
Email: rhook@eso.org

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso1515.

О релизе

Релиз №:eso1515ru
Название:Black hole
Тип:Early Universe : Star : Evolutionary Stage : Black Hole
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array
Science data:2015Sci...348..311M

Изображения

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики: взгляд художника
Сверхмассивная черная дыра в центре галактики: взгляд художника

Видео

Сверхмассивная черная дыра в центре галактики: взгляд художника
Сверхмассивная черная дыра в центре галактики: взгляд художника

Также смотрите наши