Астрофизики нашли способ определить спин черной дыры по поляризации света
Астрофизики из разных стран разработали новый подход к определению спина черных дыр — ключевого параметра, описывающего угловой момент объекта. В статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv, исследователи рассмотрели, как поляризация излучения вблизи горизонта событий позволяет отличить эффекты, связанные с вращением самой дыры, от влияния магнитных полей и динамики плазмы.
С помощью интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI) ученые уже получают изображения поляризованного излучения в масштабе горизонта событий. Авторы работы выделили несколько поляриметрических маркеров спина: от структуры фотонного кольца до закручивания магнитных силовых линий, энерговыделения в джетах и свойств горизонта. Метод позволяет проследить цепочку от корреляций VLBI до стоксовых изображений и компактных статистик, а затем к ограничениям на параметры источника.
На текущий момент наблюдения телескопа Event Horizon Telescope (EHT) увереннее определяют геометрию магнитного поля, изменчивость, ориентацию источника, поток магнитного поля и связь диска с джетом, чем величину или направление спина. Тем не менее, комбинируя разные поляриметрические диагностики с разными систематическими ошибками, можно проверить, поддерживают ли независимые данные единую спин-зависимую интерпретацию.
Авторы подчеркивают, что будущие программы наблюдений и моделирования должны сосредоточиться на сочетании поляриметрических индикаторов и тестировании единой модели спина на разных данных. Это поможет не только уточнить вращение черных дыр, но и понять механизмы извлечения энергии из их вращения.
Исследование опирается на общую теорию относительности и численные модели аккреционных потоков. Метод потенциально применим к данным новых VLBI-обсерваторий, которые появятся в ближайшие годы.
