Изначально, при чтении "Краткой Истории Времени" Стивена Хокинга я задумался: почему же просто не сфотографировать черную дыру? ведь ученым удавалось еще более века назад запечатлеть галактики и отдельные звезды, а черные дыры еще ярче некоторых звезд. Тогда я был еще молод и глуп, не понимая всей трудности данного занятия. Сейчас же весь мир читает новость о свершившемся, как о настоящем чуде.
О процессе съемки
Массив телескопов, называемый Телескоп Горизонта Событий (от англ. Event Horizon Telescope) наблюдал за сердцем галактики Messier 87 в течение четырех дней в апреле 2017 года. Только вдумайтесь, ежедневно из космоса мы получали по 350 терабайт данных! (т.е. в сумме 1400ТБ) На обработку получимой за 4 дня информации ушло 2 года! Стоит обсудить и тот факт, что мы не видим самой черной дыры - на самом деле на фотографии эффект гравитации черной дыры, называемый "тенью" черной дыры: гравитация изменяет направление света из-за чего свет "оббегает" черную дыру - некий силуэт черной дыры.
Было ислользовано восемь различных телескопов: из Аризоны, Чили, Мексики, Испании, Гавайи и Антарктиды. Они не видят оптический свет, а ориентируются по радиоволнам, которые распространяются со скоростью света: каждый телескоп за ними наблюдает, собирая информацию и обмениваясь ей с другими телескопами - так и получился EHT - виртуальный телескоп размером с Землю. Это называется интерферометрией: объединение волн. Таким образом, телескопы (или телескоп) сумел(и) получить суперчеткое изображение (только не шутите про сбитый фокус) черной дыры, которая на земном небе имеет размер около 4 миллиардных градуса! (при ее размерах, всего 0.0000004)
О черных дырах и M87
Чтобы дать вам ощущение масштаба этой дыры - ее ширина составляет 40 миллиардов километров, а орбита Нептуна удалена от Солнца на 5 миллиардов километров. Эта дыра примерно в 4,5 раза больше нашей Солнечной Системы! Но есть еще кое-что захватывающее..
Как известно уже из ее названия, черная дыра - объект с невероятно огромной гравитацией. Настолько огромной, что свет просто не может сбежать от нее. У каждой черной дыры есть предел - горизонт событий - область, за которой свет уже не может покинуть пределов черной дыры.
А галактика M87 - эллиптическая галактика в самом сердце скопления Девы. *не только благодаря черной дыре в ее центре* Галактика огромна и достаточно ярка, чтобы ее можно было увидеть даже в бинокль! (несмотря на то, что до нее 55 миллионов световых лет).
Также это активная галактика: черная дыра в центре M87 активно поглощает материю. Она в виде газа и пыли попадает в черную дыру и образует плоский (называемый аккреционным) диск, который простирается на многие миллиарды километров. Материя в нем быстро вращается и с помощью силы трения раскаляется до температуры в несколько миллионов градусов (и тут даже не важно, в какой системе исчисления, правда? - ладно, это Цельсии). Как раз-таки эта материя и запечатлена на фотографии: фоновое свечение вокруг черной дыры.
Еще одно подтверждение в пользу Общей Теории Относительности
Вследствие невероятно фантастической скорости вращения материала в аккреционном диске проявляется эффект, называемый релятивистским излучением: попытаюсь привести простой пример (ОТО слишком сложная вещь..) - если взять лампочку и включить ее, то свет она будет излучать во всех направлениях, но если разогнать ее до скорости, близкой к скорости света, то мы станем свидетелями странного явления: свет лампочки будет подобен свету фонаря - направлен в сторону движения. Объект, направленный к наблюдателю с субсветовой скоростью, выглядит ярче, потому что свет фокусируется на наблюдателя, а для другого наблюдателя, от которого объект будет "убегать", объект станет темнее. Мне это напомнило эффект Допплера: там эффект очень схож с этим.
К чему я это написал? Взгляните на материю в нижней части кольца: она ярче, чем в верхней части. ОТО работает! Кстати, это помогло определить ученым, в какую сторону вращается аккреционный диск: по часовой стрелке.
В заключении
Это все факты, которые сумел обнаружить на просторах глобальной сети. Невероятно значимое событие произошло вчера вечером. Кстати, фото уже окрестили званием "фото века". Горжусь учеными, усердно работавшими над этим проектом. Спасибо!
