Астрономы впервые увидели переворот магнитного поля у черной дыры M87*
Астрономы, работающие с глобальной сетью телескопов Event Horizon Telescope (EHT), впервые зафиксировали уникальное явление в окрестностях сверхмассивной черной дыры M87* — первой черной дыры, изображение которой было получено человечеством. Наблюдения, проведенные в 2017, 2018 и 2021 годах, показали, что магнитное поле вокруг этого космического гиганта претерпело драматические изменения, полностью изменив свое направление. Это первый случай, когда подобная динамика была замечена в среде, окружающей черную дыру.
Сама черная дыра, расположенная в центре галактики M87 на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли и имеющая массу в 6,5 миллиардов раз больше массы Солнца, остается стабильной. Однако за ее видимым горизонтом событий бушует настоящая космическая погода. Ученые сосредоточились на анализе поляризации света, испускаемого раскаленной плазмой, вращающейся вокруг черной дыры. Поляризация позволяет картировать структуру магнитных полей, поскольку в сильно намагниченной среде волны света выстраиваются в определенном направлении.
Результаты анализа оказались поразительными. Если в 2017 году магнитные поля закручивались по часовой стрелке, то уже к 2018 году их направление сменилось на противоположное, против часовой стрелки, и сохранилось в таком виде в 2021 году. При этом размер яркого кольца, соответствующего тени черной дыры, предсказанной теорией Эйнштейна, оставался неизменным. Это свидетельствует о том, что магнитная плазма в непосредственной близости от горизонта событий является чрезвычайно динамичной и турбулентной, что заставляет ученых пересматривать и усложнять теоретические модели.
Изучение магнитных полей имеет ключевое значение для понимания одного из самых загадочных явлений, связанных с черными дырами, — релятивистских струй (джетов). Считается, что именно магнитное поле играет решающую роль в формировании этих мощных выбросов вещества, которые разгоняются до скоростей, близких к скорости света, и простираются на миллионы световых лет в межгалактическое пространство. Эти струи влияют на эволюцию целых галактик, регулируя звездообразование и распределяя энергию. Новые данные показывают, как изменчивые магнитные поля помогают направлять поток вещества: одна его часть поглощается черной дырой, а другая с огромной скоростью выбрасывается в космос.
Для дальнейшего изучения этой динамики коллаборация Event Horizon Telescope планирует масштабную серию наблюдений в марте-апреле 2026 года с целью создания первого в истории видеоизображения черной дыры M87*, что позволит получить еще более глубокое понимание ее магнитной среды.
Результаты текущего исследования были опубликованы в журнале Astronomy & Astrophysics.