Астрономы используют Event Horizon Telescope (EHT) — сеть из восьми наземных радиотелескопов (ALMA, APEX, 30-метровый телескоп IRAM, телескоп Джеймса Клерка Максвелла, Большой миллиметровый телескоп Альфонсо Серрано, Субмиллиметровая матрица, Субмиллиметровый телескоп и Южнополярный телескоп) — получили первое изображение черной дыры, используя наблюдения EHT за центром гигантской эллиптической галактики Месье 87, расположенной примерно в 53 миллионах световых лет от нас в созвездии Дева.
Тень черной дыры, которую мы видим здесь, ближе всего подходит к изображению самой черной дыры, полностью темного объекта, от которого не отражается свет. Граница черной дыры — горизонт событий, с которого EHT берет свое название — примерно в 2,5 раза меньше, чем тень, которую она бросает, и составляет чуть менее 25 миллиардов миль (40 миллиардов км) в поперечнике.
Черные дыры — это чрезвычайно плотные карманы материи, объекты такой невероятной массы и такого малого объема, что они резко деформируют ткань пространства-времени. Все, что проходит слишком близко, от блуждающей звезды до фотона света, попадает в плен. Большинство черных дыр — это конденсированные остатки массивной звезды, разрушенного ядра, которое остается после взрывной сверхновой.
Однако родословная черных дыр имеет несколько ветвей, от крошечных структур наравне с человеческой клеткой до огромных гигантов, в миллиарды раз более массивных, чем наше Солнце.
» Если мы погрузимся в яркую область, такую как диск светящегося газа, мы ожидаем, что черная дыра создаст темную область, похожую на тень — то, что предсказывает общая теория относительности Эйнштейна, чего мы никогда раньше не видели, — сказал доктор Хейно Фальке, — эта тень, вызванная гравитационным изгибом и захватом света горизонтом событий, раскрывает много нового о природе этих увлекательных объектов и позволяет нам измерить огромную массу центральной черной дыры Месье 87″.
По данным группы EHT, огромная черная дыра в центре Месье 87 имеет массу около 6,5 миллиардов солнечных масс.
Многочисленные методы калибровки и визуализации выявили кольцеобразную структуру с темной центральной областью — тенью черной дыры, которая сохранялась в течение нескольких независимых наблюдений EHT.
«Уверенные, что сфотографировали тень, мы смогли сравнить наши наблюдения с обширными компьютерными моделями, которые включают физику искривленного пространства, перегретого вещества и сильных магнитных полей, — сказал Пол Т.П. Хо, член правления EHT и директор Восточноазиатской обсерватории, — многие черты наблюдаемого изображения удивительно хорошо соответствуют нашим теоретическим представлениям. Это дает нам уверенность в интерпретации наших наблюдений, включая оценку массы черной дыры.»
В наблюдениях EHT используется метод, называемый интерферометрией с очень длинной базовой линией (VLBI), который синхронизирует телескопические объекты по всему миру и использует вращение нашей планеты для формирования одного огромного телескопа размером с Землю, наблюдающего на длине волны 1,3 мм. VLBI позволяет EHT достигать углового разрешения в 20 микросекунд — достаточно, чтобы прочитать газету в Нью-Йорке из уличного кафе в Париже.
«Мы сделали первый снимок черной дыры, — сказал директор проекта EHT д-р Шеперд С. Доулман из Центра астрофизики в Гарварде и Смитсоне, — это выдающийся научный подвиг, совершенный командой из более чем 200 исследователей.»
