Vědci vytvořili první spektrální mapu horizontu událostí černé díry

Výzkumníci se posunuli za hranici pouhého fotografování černé díry a začali diagnostikovat její fyzikální vlastnosti, přičemž vytvořili první prostorově rozlišenou mapu spektrálního indexu supermasivní černé díry M87* v měřítku jejího horizontu událostí. Studie, publikovaná v pondělí v časopise The Astrophysical Journal Letters, nabízí nový pohled na to, jak se plazma chová v jednom z nejextrémnějších prostředí ve vesmíru.eurekalert+2

„Spektrální zdravotní prohlídka“ černé díry

Tým vedený vědci ze Šanghajské astronomické observatoře (SHAO) při Čínské akademii věd zkombinoval snímky pořízené v roce 2018 teleskopem Event Horizon Telescope a sítí Global Millimeter Very Long Baseline Interferometry Array na dvou rádiových vlnových délkách, 1,3 milimetru a 3,5 milimetru. Mapováním toho, jak se jas záření mění v závislosti na frekvenci v každém bodě kolem černé díry, vytvořili výzkumníci to, co popsali jako vysoce přesnou „spektrální zdravotní prohlídku“ M87*.english.cas+2

Výsledky odhalují, že vlastnosti záření se systematicky mění se vzdáleností od černé díry. V blízkosti horizontu událostí je spektrální index kladný, což naznačuje, že v emisi stále dominuje synchrotronová samoabsorpce. Dále od centra se index mění na záporný, což značí přechod k opticky tenkému záření. K tomuto přechodu dochází přibližně ve vzdálenosti 30 mikrosekund oblouku od středu, což je vzdálenost, která odpovídá prstencové struktuře pozorované na snímku o vlnové délce 3,5 milimetru.eurekalert+1

Prstencová struktura spojená s plazmovou fyzikou

Zjištění naznačuje, že ikonický prstenec na snímcích černých děr není pouze geometrickým prvkem, ale odráží skutečnou změnu fyzikálního stavu okolního plazmatu. „Získáním první prostorově rozlišené distribuce spektrálního indexu černé díry M87 můžeme kvantitativně charakterizovat, jak se vlastnosti záření mění v oblasti obklopující černou díru,“ uvedla Dr. Zhao Shanshan, odborná asistentka v SHAO a první autorka studie. „To nám umožňuje přímo zkoumat, jak se vlastnosti plazmatu mění v měřítku horizontu, a poskytuje nové stopy pro pochopení akrečních toků a formování výtrysků.“english.cas+1

Pohled do budoucna

Dr. Lu Rusen, korespondující autor studie, uvedl, že budoucí vícefrekvenční zobrazování v měřítku horizontu pomůže oddělit vlivy plazmové fyziky od gravitačních signatur na snímcích černých děr, což umožní přesnější studium akrece, formování výtrysků a gravitace v silném poli. Výzkumníci poznamenali, že pokračující pokroky v milimetrové VLBI by mohly brzy umožnit časově rozlišená pozorování, čímž se studium černých děr posune od statického zobrazování k dynamické fyzikální diagnostice.news.cgtn+2