Ученые сфотографировали тень черной дыры

Опубликовано первое изображение «тени» сверхмассивной черной дыры

На состоявшейся сегодня пресс-конференции был представлен первый в истории снимок «тени» черной дыры. Он был сделан в рамках проекта «Телескоп Горизонта Событий» (Event Horizon Telescope — EHT). Его целью было получение изображения окрестностей сверхмассивной черной дыры с угловым разрешением, сравнимым с размерами ее горизонта событий — границы, за пределы которой уже не может вырваться никакой объект либо излучение. Для этого ученые объединили мощь восьми радиотелескопов, расположенных в разных уголках нашей планеты. В результате им удалось получить аналог антенной решетки диаметром с Землю.

На историческом снимке запечатлена «тень» сверхмассивного объекта, расположенной в центре эллиптической галактики M87 (расстояние до нее оценивается в 55 млн световых лет). Это настоящий «монстр» — его масса в 6,5 млрд раз превышает массу Солнца. Для сравнения: масса черной дыры в центре Млечного Пути лишь в 4,3 млн раз превосходит солнечную.

«Когда черная дыра погружена в яркий диск светящегося газа, в нем должна образоваться темная область, напоминающая тень. Это явление, предсказываемое Общей теорией относительности Эйнштейна, никогда ранее не наблюдалось, — объясняет глава Научного совета EHT Хейно Фальке (Heino Falcke) из университета Рэдбуд в Нидерландах. — Эта «тень», образующаяся вследствие гравитационного искривления света и его захвата горизонтом событий, многое говорит о природе этих удивительных объектов. Именно она и позволила нам измерить гигантскую массу черной дыры в M87».

Фото EHT демонстрирует кольцеобразную структуру с темной центральной областью. Это и есть «тень» черной дыры. По словам астрономов, полученное изображение на удивление хорошо совпадает с результатами компьютерного моделирования окрестностей центра M87, что подтверждает правильность выводов ученых и их предыдущие оценки массы этого загадочного объекта.

Стоит подчеркнуть, что размер «тени» черной дыры не совпадает с размером ее горизонта событий: первый на снимке EHT составляет порядка 100 млрд км, в то время как второй не превышает 40 млрд км.

Наблюдения EHT основывались на применении методики интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), которая предполагает синхронизацию всех антенн всемирной сети и использует вращение нашей планеты для создания единого гигантского глобального телескопа, работающего на волне 1,3 мм. Метод VLBI позволил достичь углового разрешения в 20 микросекунд дуги, что соответствует способности читать нью-йоркскую газету из парижского кафе.

Исторический результат был получен решеткой, состоящей из следующих телескопов: ALMA, APEX, 30-метровый телескоп IRAM, телескоп Джеймса Клерка Максвелла, Большой миллиметровый телескоп Альфонсо Серрано, Субмиллиметровая решетка, Субмиллиметровый телескоп и телескоп на Южном полюсе. Петабайты собранных этими инструментами данных далее обработали с помощью суперкомпьютеров, установленных в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории Хэйстек (MIT).

Успех проекта EHT знаменует огромный прорыв в наблюдательной астрономии. Благодаря международной кооперации ученые добились результата, считавшегося недостижимым еще поколение назад. Теперь перед исследователями открылся новый путь для изучения самых необычных объектов Вселенной.

https://universemagazine.com/10995/