В апреле прошлого года телескоп «Горизонт событий» (EHT) вызвал международное волнение, когда он представил первое изображение черной дыры. Сегодня группа исследователей опубликовала новые расчеты, которые предсказывают поразительную и запутанную субструктуру в изображениях черных дыр от экстремального гравитационного изгиба света.
«Изображение черной дыры на самом деле содержит вложенные серии колец», - объясняет Майкл Джонсон из Центра астрофизики, Гарварда и Смитсоновского института. «Каждое последующее кольцо имеет примерно одинаковый диаметр, но становится все более острым, потому что его свет вращается вокруг черной дыры несколько раз, прежде чем достигает наблюдателя.
Поскольку черные дыры улавливают любые фотоны, которые пересекают их горизонт событий, они бросают тень на их яркое окружающее излучение от горячего падающего газа. «Фотонное кольцо» окружает эту тень, созданную светом, который концентрируется сильной гравитацией возле черной дыры. Это фотонное кольцо несет отпечаток черной дыры - его размер и форму. Кроме того в нем зашифрована информация о массе и вращении черной дыры.
«Объединение экспертов из разных областей позволило нам действительно связать теоретическое понимание фотонного кольца с тем, что мы наблюдаем», - отмечает Джордж Вонг, аспирант-физик в Иллинойском университете в Урбане-Шампейне. Вонг разработал программное обеспечение для получения смоделированных изображений черных дыр с более высоким разрешением, чем было рассчитано ранее.
Исследователи также обнаружили, что изображения субструктуры черной дыры создает новые возможности для наблюдения за черными дырами. «Что нас по-настоящему удивило, так это то, что вложенные серии колец почти незаметны невооруженным глазом на изображениях. Их наблюдение возможно только с помощью массивов объединенных телескопов, называемых», - говорит Джонсон. «В то время как для того, чтобы сделать полное изображение черной дыры много распределенных телескопов, субструктуры идеально подходят для изучения всего лишь двумя телескопами, которые находятся очень далеко друг от друга. Добавление одного космического телескопа в EHT было бы достаточно».
Результаты были опубликованы в журнале Science Advances.