Астрономы построили 3D-модель вспышки Стрельца А* в центре Млечного Пути
Несколько лет назад в ближайших окрестностях Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики — была замечена мощнейшая вспышка. С тех пор предпринимались неоднократные попытки понять, что именно там произошло, и в рамках этих усилий команда астрофизиков при помощи ИИ построила 3D-модель данного катаклизма. Несмотря на то, что задача эта сродни восстановлению видео по одному уцелевшему пикселю, ученым удалось достичь определенных результатов.
Вспышки в аккреционных дисках черных дыр — явление естественное. Но пронаблюдать их не так просто: в отдаленных галактиках — из-за расстояния, а в нашей собственной — из-за крайне неудобного угла зрения. Поэтому когда радиотелескоп ALMA в 2017 году зафиксировал отлично видимый всплеск излучения в центральной области Млечного Пути — это пробудило у ученых немалый энтузиазм.
Но реконструкция происшествия стала крайне непростым делом. Выбросы энергии были явно локализованы в нескольких областях поблизости от Стрельца, но разрешения телескопа не хватало, чтобы понять, где именно. Помогло то, что ALMA измеряет не только интенсивность излучения, но и его поляризацию.
Благодаря этому команда во главе с Авиадом Левисом из Калифорнийского технологического института смогла предложить новый метод визуализации подобных событий, основанный на необходимом минимуме данных — «орбитальную поляриметрическую томографию». Это что-то сродни компьютерной томографии, применяемой в больницах, только «пациент» находится не внутри высокоточного устройства, а за десятки тысяч световых лет от него.
«Нам удалось разработать вычислительный подход, который мог бы извлечь трехмерную структуру из временных рядов, которые наблюдает ALMA», — пояснили исследователи. «Самым большим сюрпризом было то, что мы смогли восстановить 3D-структуру из наблюдений кривой блеска... по сути, из одного мерцающего пикселя. Это звучит практически невозможно, но, к счастью, мы восстанавливаем не произвольное видео, а трехмерную структуру излучения вокруг черной дыры, и можем использовать гравитационную физику, чтобы ограничить нашу реконструкцию», —добавил Левис.
В результате удалось установить, что вспышка возникла из двух ярких сгустков материи в аккреционном диске Стрельца A* — причем оба они по счастливой случайности были обращены к Земле. Это уже дало новые, чрезвычайно ценные сведения об окрестностях «нашей» черной дыры, но ученые намерены пойти дальше и снять некоторые заложенные в модель ограничения.
Таким образом они надеются обнаружить отклонения от стандартной физической модели (если они там есть). В этом команда Левиса не одинока: так, другой коллектив ученых наконец-то завершил четырехлетний труд по созданию карты магнитных полей в 150-парсековой зоне вокруг Стрельца А*.
