Сразу в нескольких пресс-центрах в мире прошли презентации результатов работы проекта Event Horizon Telescope – виртуального радиотелескопа размером с Землю. На них ученые впервые в истории показали первые настоящие снимки так называемой тени черной дыры в центре сверхгигантской галактики Messier 87 (M87). Одна из таких презентаций проходила в Национальном пресс-центре в Вашингтоне, где снимки объекта демонстрировал сам глава проекта Event Horizon Telescope Шеп Доулман.
«Мы смогли увидеть то, что никому раньше не удавалось», — прокомментировал Доулман, выступавший на историческом мероприятии в столице США.
«Я никогда не верил в то, что черная дыра в галактике M87 обладает столь большими размерами, как показывали наши расчеты. Когда я увидел эту фотографию, я воочию убедился в этом. Кольцо огня, которое можно увидеть на этом снимке — порождено огромной силой гравитации этого объекта», — заявил на пресс-конференции в стенах штаб-квартиры Еврокомиссии в Брюсселе Хайно Фальке из Университета Неймегена (Нидерланды), один из участников проекта Event Horizon Telescope.
Большинство современных астрономов считает, что в центре всех галактик находятся сверхмассивные черные дыры – объекты, обладающие массой в миллионы и миллиарды солнечных, непрерывно притягивающие и поглощающие любую материю, часть которой «пережевывается» черной дырой и выбрасывается в виде релятивистских струй (джетов) – тонких пучков плазмы, разогнанной до околосветовых скоростей.
В нашей галактике, а также в ряде других эта центральная черная дыра находится в неактивном состоянии — она не выбрасывает джеты. Ученые долгое время пытаются выяснить, когда она «заснула» и насколько активной была в прошлом. Кроме того, астрофизики хотели бы узнать, как эта активность влияла на жизнь звезд в центре нашей галактики и на ее окрестностях.
Загадку пытаются решить при помощи гигантского виртуального интерферометра Event Horizon Telescope – сети объединенных между собой очень чувствительных радиообсерваторий, расположенных в разных локациях нашей планеты, включая Южный полюс Земли. Его подготовка началась более 10 лет назад.
Места расположения радиоастрономических обсерваторий, принимавшие участие в проекте Event Horizon Telescope
Объединение мощностей телескопов позволило ученым достичь разрешения, превышающего чувствительность космического телескопа «Хаббл» в тысячу раз и получить первые данные по самым ближайшим окрестностям центральной черной дыры галактики М87, расположенной в созвездии Девы. Объект обладает массой 6,5 миллиарда солнечных и расположен примерно в 53,5 миллионах световых лет от нас. В ходе работы ученые также начали изучение структуры тех областей черной дыры, где рождаются джеты и связанные с ними выбросы радиоизлучения. Полученные изображения и данные были опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters.
Общая теория относительности Эйнштейна (ОТО) предсказывает, что тень черной дыры должна выглядеть как темный круг, окруженный полумесяцем из яркого света. Не все ученые были согласны с подобным предсказанием, но наблюдения Event Horizons Telescope смогли указать на неправоту скептиков — предсказания Эйнштейна полностью подтвердились, в чем вы можете убедиться, взглянув на снимок.
Слева направо: настоящее изображение черной дыры галактики M87, полученное телескопом Event Horizons 6 апреля 2017 года; компьютерная модель черной дыры; компьютерная модель с подогнанным под телескоп Event Horizon разрешением
Участники проекта сообщают, что источники электромагнитных волн, окружающие черную дыру, обладают асимметричной структурой. Ранее многие теоретики считали,что весь аккреционный диск (бублик из «пережеванной» материи) участвует в рождении джетов и пучков радиоизлучения.
На данный момент разрешение телескопа Event Horizon не позволяет выяснить точную форму активного региона черной дыры и с какой скоростью он вращается. Согласно текущим предположениям, он может быть похож либо на кольцо неправильной формы, вращающееся по часовой стрелке, либо на своеобразную перекошенную «гантель», в центре которой находится черная дыра.
Одна из предполагаемых моделей окрестностей черной дыры, созданная специалистами Аризонского университета
Исследователи надеются, что анализ данных, полученных Event Horizons в прошлом году поможет понять, какое из этих двух предположений является ближе истине, а также поведает о том, изменяется ли форма этого «бублика» или «гантели» со временем. В конечном итоге ученые планируют решить главную загадку черных дыр – как появляются джеты и почему они выбрасываются в космос с околосветовой скоростью.
