Радиоастрон увидел необычные структуры вокруг черной дыры в центре нашей Галактики

Астрофизики впервые разглядели структуры, связанные с процессами в сверхмассивной черной дыре в нашей Галактике

Так выглядит черная дыра в центре нашей Галактики в художественном изображении (Фото: Chandra X-ray Observatory)

Астрофизики, работающие в международном проекте «Радиоастрон», впервые смогли разглядеть структуры, связанные с процессами в сверхмассивной черной дыре в центре нашей Галактики.

Сверхмассивные черные дыры (точнее их ближайшие окрестности) являются сверхмощными источниками электромагнитного излучения. Согласно современным представлениям, в центре нашей Галактики, как и в центрах других массивных галактик, находится сверхмассивная черная дыра, которая поглощает межзвездную пыль и газ, попутно разогревая их до миллионов градусов. «Наша» черная дыра массой около 4,5 миллионов масс Солнца закрыта от Солнечной системы плотными облаками пыли и газа, поэтому о ее существовании можно догадаться только благодаря наблюдаемому рассеянному излучению.

С помощью радиотелескопов можно увидеть то место, где она находится, в виде мутного пятна в созвездии Стрельца. Пятно получило название «радиоисточник Sgr A*». Никаких деталей в этом пятне ни в инфракрасном, ни в рентгеновском, ни в радио- диапазонах пока разглядеть не удавалось.

Радиоинтерферометры со сверхдлинными базами – совместно работающие радиотелескопы, размещенные в разных концах Земли – могут давать изображение с очень большим разрешением. Такое разрешение мог бы дать воображаемый телескоп с диаметром антенны, равным расстоянию между этими телескопами. Орбитальный радиотелескоп «РадиоАстрон» образует совместно с наземными радиотелескопами радиоинтерферометр с уникально длинной базой, что позволяет получать изображения астрофизических объектов с исключительно высоким разрешением.

Ученые Астрокосмического центра ФИАН Ю.Ю. Ковалев и В.А. Согласнов, совместно с зарубежными коллегами Карлом Гвинном из университета Калифорнии (США) и Майклом Джонсоном из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (США), вместе работающие в международном проекте «Радиоастрон», на основе результатов изучения пульсаров предсказали, что на длине волны 1,3 см наземно-космический радиоинтерферометр «Радиоастрон» может увидеть неоднородности в пятне «радиоисточника Sgr A*» – там, где их не видят одиночные наземные радиотелескопы.

Учёные подсчитали, что в среде, окружающей черную дыру, неоднородности размером всего в 300 километров могут создавать на газопылевом «экране» пятнышки размером около 1 миллионной доли угловой секунды. Такие детали доступны для наблюдения в проекте «Радиоастрон».

Видимое радиоизображение центра нашей Галактики (Sgr A*) на длине волны 1,3 см

В настоящее время ученые провели первый сеанс из серии запланированных наблюдений, соединив в один наблюдательный комплекс систему апертурного синтеза VLBA и 100-метровую антенну в Гринбэнке (США). Их предположения оправдались: интерферометр увидел предсказанные суб-структуры. Авторыработы, опубликованной недавно в журнале Astrophysical Journal, отмечают, что эти необычные пятнышки в изображении нельзя «списать» только на неоднородности газа между черной дырой и нами – это «испорченное пылью» изображение ближайших окрестностей черной дыры.

Заведующий лабораторией АКЦ ФИАН, руководитель научной программы «РадиоАстрон» д.ф.-м.н.Ю.Ю. Ковалев комментирует:

«Это большой успех и удовольствие – сделать предсказание нового эффекта и получить его подтверждение. Открытие суб-структуры в изображении центра нашей Галактики явилось результатом совместных усилий международной группы ученых – специалистов по пульсарам, межзвездной среде, центрам галактик. Это открывает новое окно возможностей для изучения непосредственных окрестностей черных дыр, скрытых от нас экранами пыли и газа.»

Российские ученые считают, что сеанс работы интерферометра «Радиоастрон», запланированный на март 2015 года, позволит восстановить изображение центра Галактики с еще большей детализацией.