Самая яркая галактика в скоплении Девы называется Мессье 87 (M87) и стала известна в 2019 году благодаря публикации «фотографии» ее центральной сверхмассивной черной дыры — первой, полученной для объектов такого типа.
Это стало возможным благодаря международной коллаборации Event Horizon Telescope (EHT), состоящей из ряда обсерваторий и телескопов, которые в совокупности действуют как один большой глобальный телескоп.
Сверхмассивная черная дыра M87, названная M87*, характеризуется мощной струей горячего газа, удаляющейся в космос с релятивистскими скоростями. В апреле 2018 года в рамках новой наблюдательной кампании EHT с участием более 25 наземных и орбитальных телескопов наблюдалась гамма-вспышка из струи M87*, первая за более чем десятилетие.
Эта очень высокоэнергетическая вспышка (до триллионов электрон-вольт) была изучена и проанализирована группой под руководством EHT-MWL, в которую входят Университет Триеста, INAF (Национальный институт астрофизики), INFN (Национальный институт ядерной физики) и ASI (Итальянское космическое агентство).
Гамма-всплеск для M87*
Гамма-всплеск от M87* длился около трех дней, и ученые объяснили, что это первый подобный эпизод для этого источника с 2010 года. Поэтому они считают, что им «повезло» наблюдать его во время кампании наблюдений EHT.
Анализ собранных данных показал, что гамма-излучение было несбалансированным в сторону более высоких энергий, чем те, которые обычно излучает черная дыра M87. Кроме того, похоже, что наблюдается значительное изменение угла положения так называемого «горизонта событий» черной дыры, а также положения джета — двух вещей, которые, возможно, в некоторой степени связаны между собой. Джакомо Принчипе, руководитель проекта и научный сотрудник Университета Триеста, сотрудник INAF и INFN, пояснил:
«Наблюдения, в том числе проведенные с более чувствительной инфраструктурой в 2021 и 2022 годах, а также запланированные на следующие несколько лет, дадут нам дополнительную информацию. Это невероятная возможность исследовать физику вокруг сверхмассивной черной дыры M87*, объясняя связь между аккреционным диском и излучаемой струей, а также происхождение и механизмы, ответственные за излучение гамма-фотонов».
Сила EHT
В наблюдательной кампании, в ходе которой были получены данные для этого исследования, участвовали 25 космических и наземных телескопов. В их число вошли телескопы НАСА Fermi-LAT, NuStar, Chandra и Swift, а также крупнейшие телескопы IACT (HESS, MAGIC и VERITAS), специализирующиеся на наземной астрономии гамма-излучения очень высоких энергий. Эти приборы позволили точно проанализировать продолжительность и излучение явления.
Телескоп Fermi-LAT, например, обнаружил значительное увеличение потока гамма-излучения во время вспышки, что помогло локализовать зону излучения во время пика светимости. Это демонстрирует важность скоординированных наблюдений в нескольких диапазонах длин волн, которые имеют решающее значение для понимания спектральной изменчивости источника и охвата различных временных масштабов электромагнитного спектра.
Chandra и NuStar собрали высококачественные данные в рентгеновском диапазоне, а радионаблюдения, проведенные станциями VLBA и INAF, выявили изменение угла положения джета, измеряемого ежегодно в нескольких миллисекундах дуги от ядра галактики.
Эти наблюдения позволили впервые совместить прямые изображения областей вблизи горизонта событий с событиями гамма-всплеска, что дает ключ к проверке теорий ускорения частиц в джетах сверхмассивных черных дыр.
С исследованием, опубликованным в журнале Astronomy & Astrophysics, можно ознакомиться здесь.
