Ученые покажут первое изображение черной дыры

Похоже, скоро мир сможет увидеть первое изображение черной дыры.

В среду астрономы всего мира проведут шесть крупных пресс-конференций одновременно, чтобы объявить о первых результатах, полученных телескопом Event Horizon (EHT), который был разработан именно для этой цели.

Ожидание было долгим. Из всех сил или объектов во Вселенной, которые мы не можем увидеть, включая темную энергию и темную материю, ни один не вызывал такого человеческого любопытства, как то, что измельчает и глотает звезды, как мелкие пылинки.

Астрономы начали рассуждать о всеядных «темных звездах» в 1700-х годах, и с тех пор косвенные доказательства их существования медленно накапливались.

«Более 50 лет назад ученые увидели, что в центре нашей галактики находится что-то очень яркое», — говорит Пол Макнамара, астрофизик из Европейского космического агентства и эксперт по черным дырам. «Оно обладает гравитационным притяжением, достаточно сильным чтобы заставить звезды около него двигаться по орбите очень быстро – с периодом около 20 лет». Солнечной системе, например, требуется около 230 миллионов лет, чтобы обойти центр Млечного Пути.

В конце концов, астрономы предположили, что эти яркие пятна на самом деле были «черными дырами» (термин, придуманный американским физиком Джоном Арчибальдом Уилером в середине 1960-х годов) в окружении закрученной полосы раскаленного газа и плазмы. На внутреннем краю этих светящихся дисков все резко темнеет.

 «Горизонт событий» — так называемая точка невозврата — «это не физический барьер, вы не можете стоять на нем», объясняет Макнамара. «Если вы внутри, то не сможете сбежать, потому что для этого вам нужна бесконечная энергия. А если вы снаружи — в принципе, можете».

Мяч для гольфа на луне

EHT, который собрал данные для первого в мире изображения, не похож ни на один из когда-либо созданных.

«Вместо того, чтобы строить гигантский телескоп, который разрушился бы под действием собственного веса, мы объединили несколько обсерваторий, словно они составляют фрагменты гигантского зеркала», — рассказывает Майкл Бремер, астроном Института радиоастрономии в Гренобле.

В своем центре масса черной дыры сжимается в одну нулевую точку. Расстояние между этой так называемой «сингулярностью» и горизонтом событий — это радиус черной дыры.

В апреле 2017 года восемь таких радиотелескопов, разбросанных по всему земному шару — на Гавайях, в Аризоне, Испании, Мексике, Чили и на Южном полюсе — были направлены на две черные дыры для сбора данных. Исследования, которые могут быть представлены на следующей неделе, скорее всего, дадут информацию об обеих.

Фаворитом является Стрелец А *, черная дыра в центре нашей собственной эллиптической галактики, которая первой привлекла внимание астрономов. Ее масса в четыре миллиона раз больше массы нашего Солнца, а это означает, что черная дыра должна быть около 44 миллионов километров в диаметре.

Казалось бы, объект велик, но для телескопа, расположенного на Земле на расстоянии около 26 000 световых лет (или 245 триллионов километров) это все равно, что пытаться сфотографировать мяч для гольфа на Луне.

Проверка теории Эйнштейна

Второй кандидат — это чудовищная черная дыра — в 1500 раз более массивная, чем Стрелец А *, — в эллиптической галактике, известной как M87. Она еще дальше от Земли, но расстояние и размер пропорциональны, что делает процесс исследования таким же примерно так же легким (или трудным).

Одной из причин, по которой именно эта темная лошадка может быть обнаружена на следующей неделе — легкий смог в Млечном Пути. «Мы расположены в плоскости нашей галактики — вам нужно смотреть сквозь все звезды и пыль, чтобы добраться до центра», — сказал Макнамара.

Данные, собранные массивом телескопов дальнего радиуса, все еще должны были быть собраны и сопоставлены. «Алгоритмы визуализации, которые мы разработали, заполняют пробелы в данных, которых нам не хватает, чтобы восстановить картину черной дыры», — заявили специалисты на своем веб-сайте. Астрофизики, не участвующие в проекте, в том числе Макнамара, с нетерпением – и, возможно,  тревогой — ждут, чтобы выяснить, не противоречат ли результаты общей теории относительности Эйнштейна, которая никогда не проверялась в таком масштабе. В наблюдениях 2015 года, совершивших прорыв и принесших ученым номинацию на Нобелевскую премию, использовались детекторы гравитационных волн для отслеживания двух сливающихся воедино черных дыр. Процесс слияния пустил рябь искажений пространства-времени, оставив свой уникальный и заметный отпечаток.

 «Общая теория относительности Эйнштейна гласит, что это так и должно быть», — отмечает Макнамара. Но это были крошечные черные дыры — только в 60 раз массивнее Солнца — по сравнению с любой из тех, что находятся под взором EHT.

«Возможно, черные дыры, которые в миллионы раз массивнее, другие — мы просто еще не знаем».

Источник: Scientists set to unveil first picture of a black hole by Marlowe Hood

Оставьте комментарий:

Ваш e-mail не будет опубликован.