На состоявшейся сегодня пресс-конференции было опубликовано первое в истории изображение «тени» черной дыры. Оно было сделано 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.
Историческое изображение «тени» черной дыры в галактике M87. Источник: EHT Collaboration
На историческом снимке запечатлена «тень» черной дыры, расположенной в центре эллиптической галактики M87, удаленной от нас на 55 млн световых лет. Это настоящий «монстр». Масса черной дыры 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, там должна образоваться темная область, напоминающая тень. Это явление, предсказываемое общей теорией относительности Эйнштейна, никогда раньше 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 результата компьютерного моделирования окрестностей M87, что подтверждает правильность выводов ученых и их предыдущие оценки массы черной дыры.
Симуляция изображения черной дыры в центре галактики M87. Источник: Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University
Анатомия сверхмассивной черной дыры. Источник: ESO
Компьютерная модель центра галактики со сверхмассивной черной дырой. Источник: ESO/M. Kornmesser
Компьютерная модель сверхмассивной черной дыры. Источник: Jordy Davelaar et al./Radboud University/BlackHoleCam
Стоит подчеркнуть, что размер «тени» черной дыры не совпадает с размером ее горизонта событий. Диаметр «тени» черной дыры на снимке EHT составляет 100 млрд км, в то время как поперечник ее горизонта событий равен 40 млрд км.
Джет, вырывающийся из центра галактики M 87. Источник: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) — HubbleSite
Наблюдения на EHT основывались на применении методики интерферометрии со сверхдлинной базой (VLBI), которая предполагает синхронизацию всех телескопов всемирной сети и использует вращение нашей планеты для образования единого гигантского глобального телескопа, работающего на волне 1,3 мм. Метод VLBI позволил EHT 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 телескопами данных были обработаны суперкомпьютерами, установленными в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории Хэйстек (MIT).
Принцип работы интерферометрии. Источник: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello
Схема расположения некоторых из телескопов проекта EHT. Источник: ESO/ L. Calçada
Карта радиотелескопов, участвующих в проекте EHT. Источник: ESO/O. Furtak
Успех проекта EHT знаменует огромный прорыв в наблюдательной астрономии. Благодаря международной кооперации, астрономы добились результата, считавшегося недостижимым еще поколение назад. Теперь перед учеными открылся новый путь в изучении самых необычных объектов во Вселенной.
По материалам: https://www.eso.org
