Впервые астрономы зарегистрировали наличие мощного магнитного поля в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры, расположенной в галактике PKS 1830-211. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Science 17 апреля 2015 года.
Галактика PKS 1830-211. На изображении галактика двоится, но на самом деле это не так. Эффект двоения вызван гравитационным линзированием: между Землей и PKS 1830-211 находится массивная галактика, которая ведет себя как гравитационная линза. Изображение: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/NASA/ESA/I. Martí-Vidal
Почти все галактики во Вселенной скрывают в своих центрах сверхмассивные черные дыры, притягивающие к себе большое количество вещества, которое формирует так называемый аккреционный диск. Большую часть вещества черная дыра поглощает, но какая-то относительно небольшая его часть извергается обратно в пространство, образуя джеты. До сих пор подробности этих процессов не раскрыты в полной мере. По мнению ученых, ключевыми фигурами в процессах "извержения" вещества являются мощные магнитные поля, которые должны действовать на небольшом расстоянии от горизонта событий.
Ранее астрономы могли регистрировать наличие слабых магнитных полей, которые к тому же удалены на расстояния в несколько световых лет от черных дыр. Наличия мощных полей вблизи черных дыр никогда не фиксировалось... До сегодняшних дней. С помощью радиотелескопа ALMA группе астрономов удалось "поймать" сигналы, мощного магнитного поля в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры, расположенной в галактике PKS 1830-211 на расстоянии около 11 миллиарда световых лет от нашей планеты. При чем, поле расположено в той области, где черная дыра извергает плазменные джеты.
Сверхмассивная черная дыра в галактике PKS 1830-211. Иллюстрация: ESO/L. Calçada
Исследование было основано на изучении поляризации излучения, исходящего из окрестности сверхмассивной черной дыры. Для чего это делалось, пояснил Иван Марти-Видал (Ivan Marti-Vidal), научный руководитель проведенного исследования: “Поляризация – важное свойство света, оно часто используется в повседневной жизни, например, в солнечных очках или в специальных 3D-очках, надеваемых при просмотре стереофильмов. 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”.
Также, в результате анализа данных, собранных радиотелескопом, астрономам удалось установить, что плоскость поляризации излучения вращается. Данное явление известно как "Эффект Фарадея" и было вызвано магнитным полем, что говорит в пользу его присутствия в окрестностях горизонта событий. Собственно, что касается мощного поля, то оно было зафиксировано на расстоянии всего нескольких световых дней от черной дыры.
Таким образом, астрономы доказали существования мощных магнитных полей, расположенных в окрестностях черных дыр, и пролили первый свет на процессы, которые происходят в непосредственной близости от этих объектов.