Первые результаты наблюдений телескопа горизонта событий для M87. I. Тень сверхмассивной чёрной дыры
First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole
2019-04-09
SCID: 54.1/q384ge4y
Discuss with AI
Телескоп горизонта событийчёрная дыра Керратень чёрной дыры M87сверхдлинная базовая интерферометрияобщерелятивистская магнитогидродинамика
Figures from the paper
Abstract (AI)
Если чёрная дыра окружена прозрачной областью излучения, ожидается, что она будет проявляться в виде тёмной тени, возникающей вследствие гравитационного отклонения света и захвата фотонов у горизонта событий. Для получения изображения и изучения этого явления мы создали телескоп горизонта событий — глобальный массив радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, работающий на длине волны 1,3 мм. Это позволяет реконструировать изображения кандидата в сверхмассивные чёрные дыры в масштабе горизонта событий в центре гигантской эллиптической галактики M87. Нам удалось разрешить центральный компактный радиоисточник как асимметричное яркое эмиссионное кольцо диаметром 42 ± 3 мкс угла, которое имеет круговую форму и окружает центральную область пониженной яркости с отношением потоков ≳10:1. Эмиссионное кольцо восстанавливается при использовании различных схем калибровки и построения изображений; его диаметр и ширина остаются стабильными в ходе четырёх наблюдений, выполненных в разные дни. В целом наблюдаемое изображение согласуется с ожидаемыми свойствами тени керровской чёрной дыры, предсказываемой общей теорией относительности. Асимметрия яркости кольца может быть объяснена релятивистским доплеровским усилением излучения плазмы, вращающейся со скоростью, близкой к скорости света, вокруг чёрной дыры. Мы сравниваем наши изображения с обширной библиотекой трассированных лучевым методом общерелятивистских магнитогидродинамических симуляций чёрных дыр и получаем центральную массу M = (6,5 ± 0,7) × 10⁹ M⊙. Таким образом, наши наблюдения в радиодиапазоне предоставляют убедительные свидетельства существования сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик и их роли центральных двигателей активных ядер галактик. Кроме того, они представляют собой новый инструмент для исследования гравитации в её наиболее экстремальном пределе и в диапазоне масс, который прежде был недоступен.
Key Findings
1
Сопоставление с библиотекой трассированных в рамках общей теории относительности магнитогидродинамических симуляций дает массу центральной черной дыры M = (6,5 ± 0,7) × 10^9 M⊙.
2
Телескоп горизонта событий реконструировал изображения центрального радиоисточника M87 на масштабе горизонта событий на длине волны 1,3 мм.
3
Наблюдаемое изображение согласуется с тенью керровской черной дыры в общей теории относительности; асимметрия яркости объясняется релятивистским доплеровским усилением излучения быстро вращающейся плазмы.
4
Диаметр и ширина кольца оставались стабильными в четырех наблюдениях, проведенных в разные дни и с использованием различных схем калибровки и построения изображений.
5
Источник выглядит как асимметричное яркое эмиссионное кольцо диаметром 42 ± 3 мкс дуги, окружающее центральную область пониженной яркости с отношением потоков ≳10:1.
Research Object
Кандидат в сверхмассивные чёрные дыры в центре галактики M87 (область масштаба событийного горизонта, визуализированная Телескопом События Горизонта)
Research Subject
структура, размер, асимметрия яркости и согласующиеся с тенью свойства центрального эмиссионного кольца, включая оценку массы чёрной дыры и соответствие предсказаниям для вращающейся чёрной дыры Керра
Publication Details
Publication Date
2019-04-09
Journal
Publisher
ISSN
Cited by
4285
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest