Миссия BHEX измерит спин черных дыр M87* и Sgr A* с высокой точностью
Международная группа астрофизиков представила расчеты точности, с которой будущая космическая миссия Black Hole Explorer (BHEX) сможет измерить спин сверхмассивных черных дыр. Работа опубликована в архиве препринтов arXiv.
Согласно общей теории относительности, на изображении черной дыры должно присутствовать тонкое яркое кольцо света — так называемое фотонное кольцо. Его геометрия напрямую связана со спином объекта. Обнаружение этого кольца позволит проверить теорию в сильном поле тяготения и понять историю роста черных дыр.
Миссия BHEX разрабатывается именно для того, чтобы впервые зарегистрировать фотонное кольцо. Авторы нового исследования задались вопросом: насколько точно по таким наблюдениям можно будет определить спин?
Ученые использовали метод матриц информации Фишера и простую двухконусную модель излучения. Они построили прогноз для двух главных целей проекта — черных дыр M87* и Sgr A* в центрах галактик M87 и Млечный Путь.
Результаты показывают: после 30 орбит наблюдений BHEX сможет ограничить безразмерный спин этих объектов с точностью ?a* << 0.1. Причем высокая точность сохраняется даже при наличии значительных систематических ошибок.
Достоверность выводов подтверждена численными проверками устойчивости и робастности, а также перекрестной проверкой на синтетических данных. Авторы сравнили работу метода с полным анализом апостериорного распределения.
Если миссия будет реализована, она откроет новую страницу в изучении физики черных дыр и позволит напрямую измерять параметры, недоступные современным инструментам.
