Опубліковано перше зображення «тіні» надхмасивної чорної діри

Наука

На пресконференції, що відбулася сьогодні, був представлений перший в історії знімок «тіні» чорної діри. Він був зроблений у рамках проєкту Телескоп Горизонту Події (Event Horizon Telescope – EHT). Його метою було отримання зображення околиць надмасивної чорної діри з кутовою роздільною здатністю, порівнянною із розмірами її горизонту подій — кордони, за межі якої не може вирватися ніякий об’єкт чи випромінювання.
Для цього вчені об’єднали міць восьми радіотелескопів, розташованих у різних куточках нашої планети. В результаті їм вдалося отримати аналог антенної решітки діаметром із Землю.

Історичне зображення “тіні” чорної діри в галактиці M87. Джерело: EHT Collaboration

На історичному знімку знято «тінь» надмасивного об’єкта, розташованого в центрі еліптичної галактики M87 (відстань до неї оцінюється в 55 млн світлових років). Це справжній «монстр» — його маса у 6,5 млрд разів перевищує масу Сонця. Для порівняння: маса чорної діри в центрі Чумацького Шляху лише у 4,3 млн разів перевищує сонячну.

«Коли чорна діра занурена в яскравий диск газу, що світиться, в ньому повинна утворитися темна область, що нагадує тінь. Це явище, що передбачається Загальною теорією відносності Ейнштейна, ніколи раніше не спостерігалося, — пояснює глава Наукової ради EHT Хейно Фальке (Heino Falcke) з університету Редбуд у Нідерландах. — Ця «тінь», що утворюється внаслідок гравітаційного викривлення світла та його захоплення горизонтом подій, багато говорить про природу цих дивовижних об’єктів. Саме вона й дозволила нам виміряти гігантську масу чорної діри у M87».

Фото EHT демонструє кільцеподібну структуру із темною центральною областю. Це і є «тінь» чорної дірки. За словами астрономів, отримане зображення напрочуд добре збігається з результатами комп’ютерного моделювання околиць центру M87, що підтверджує правильність висновків вчених та їх попередні оцінки маси цього загадкового об’єкта.

Варто підкреслити, що розмір «тіні» чорної дірки не збігається з розміром її обрію подій: перший на знімку EHT становить близько 100 млрд км, тоді як другий не перевищує 40 млрд км.

Джет, що виривається з центру галактики M 87. Джерело: NASA and The Hubble Heritage Team (STScI/AURA) – HubbleSite

Спостереження EHT ґрунтувалися на застосуванні методики інтерферометрії з наддовгою базою (VLBI), яка передбачає синхронізацію всіх антен всесвітньої мережі та використовує обертання нашої планети для створення єдиного гігантського глобального телескопа, що працює на хвилі 1,3 мм. Метод VLBI дозволив досягти кутової роздільної здатності у 20 мікросекунд дуги, що відповідає можливості читати нью-йоркську газету з паризького кафе.

Історичний результат був отриманий решіткою, що складається з наступних телескопів: ALMA, APEX, 30-метровий телескоп IRAM, телескоп Джеймса Клерка Максвелла, Великий міліметровий телескоп Альфонсо Серрано, Субміліметрова решітка, Субміліметровий телескоп і телескоп на Південному полюсі. Петабайти зібраних цими інструментами даних далі обробили за допомогою суперкомп’ютерів, встановлених в Інституті радіоастрономії Макса Планка та обсерваторії Хейстек (MIT).

Успіх проєкту EHT знаменує величезний прорив у спостережній астрономії. Завдяки міжнародній кооперації вчені досягли результату, який вважався недосяжним ще покоління тому. Тепер перед дослідниками відкрився новий шлях для вивчення найнезвичайніших об’єктів Всесвіту.

За матеріалами: https://www.eso.org