Год назад группа радиоастрономов поразила мир первой фотографией черной дыры , притаившейся подобно глазу Саурона в самом сердце далекой галактики. Теперь кажется, что в этом образе скрывалось больше, чем мы себе представляли.
Когда вы наводите телескоп на черную дыру, оказывается, что вы не просто видите крутящийся шипящий пончик судьбы, образованный падающей материей. Вы также можете увидеть всю Вселенную. Свет от бесконечного множества далеких звезд и галактик может обернуться вокруг черной дыры, как ленты вокруг майского столба, снова и снова, прежде чем вернуться к вашему глазу или телескопу.
” Изображение черной дыры на самом деле содержит вложенную серию колец",-сказал Майкл Джонсон из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, мало чем отличающегося от колец, которые формируются вокруг стока вашей ванны.
Доктор Джонсон был ведущим автором исследования, описывающего предложенный метод, который позволил бы нашим телескопам выведать больше секретов из пасти любой черной дыры, которое было опубликовано в выпуске журнала Science Advances от 18 марта.
Он и другие авторы статьи также являются членами команды, управляющей телескопом Event Horizon-глобально опоясывающей сетью радиотелескопов, которая сделала это первое изображение черной дыры. Их телескоп видел эти кольца, но у него не было достаточного разрешения, чтобы различить их, поэтому они были размыты в одну особенность.
Эта работа, по словам ученых из проекта, указывала на новые способы пролить свет, так сказать, на свойства черных дыр, в частности, добавив радиотелескоп в космосе к существующей сети E. H. T.
Эндрю Строминджер, Гарвардский теоретик и соавтор статьи, сказал: “понимание сложных деталей этого исторического экспериментального наблюдения заставило теоретиков, таких как я, думать о черных дырах по-новому.”
Черные дыры-это выбоины в вечности, настолько массивные, что они поглощают даже свет. Это было нежелательное предсказание теории гравитации Альберта Эйнштейна, общей теории относительности . Она описывает гравитацию как искривление пространства-времени массой и энергией. Слишком много в одном месте заставило бы пространство-время провисать Без предела.
Эйнштейн думал, что это безумие, но астрономы обнаружили, что космос усеян этими апокалиптическими существами. Похоже, что в центре каждой галактики скрывается сверхмассивная черная дыра, которая весит в миллионы или миллиарды раз больше Солнца.
Телескоп " Event Horizon ", названный в честь края, точки невозврата из черной дыры, состоял из восьми радиообсерваторий на шести горах и четырех континентах . Вся эта наблюдательная сила была соединена вместе с помощью метода, называемого очень длинной базовой интерферометрией, чтобы достичь разрешения телескопа размером с Землю. В течение 10 дней в апреле 2017 года они направили его в центр гигантской галактики M87 в созвездии Девы,где находится черная дыра размером с шесть миллиардов Солнц, изрыгающих языки радиопламеня.
Результирующее изображение газов, нагретых до миллиардов градусов, вращающихся вокруг космического стока, насколько можно судить, соответствовало предсказаниям теории Эйнштейна. Копия видения телескопа в настоящее время находится в постоянной коллекции фотографий музея современного искусства в Нью-Йорке.
Но работа горизонта событий только началась, сказал доктор Доулман. Во-первых, ученые пытаются снять фильм о сверхмассивной черной дыре в центре нашей собственной галактики Млечный Путь.
Если бы они могли увеличить размер своей сети горизонта событий, добавив антенну в пространстве, сказал доктор Доулеман, они могли бы получить достаточное разрешение, чтобы увидеть отдельные фотонные кольца, как их называют, превратив горизонт событий в “истинную космическую лабораторию для проверки наших самых фундаментальных теорий.”
Доктор Джонсон сказал, что на чертежных досках было несколько космических радиотелескопов, которые могли бы соответствовать этому законопроекту. Одна из них-российская миссия под названием "Миллиметрон", которую оптимистично надеются запустить в 2029 году. Другой-космический телескоп Origins, который был предложен НАСА для запуска в 2035 году.
Доктор Джонсон сказал, что астрономы не знают массу черной дыры M87, которую они обнаружили в прошлом году с точностью более 10 процентов, а также не знают, насколько быстро она вращается. Космическая миссия с радиоантенной позволила бы им увидеть кольцевую структуру и определить массу M87 с точностью до доли процента, а также оценить его спин.
И все это, если Эйнштейн был прав, добавил он. Другие теории гравитации и другие типы компактных объектов (червоточины, голые сингулярности, бозонные звезды) предполагают совершенно иную кольцевую структуру.
“Таким образом, это способ точно изучить то, что находится в центрах галактик, таким образом, что мы никогда не сможем узнать из измерений большего масштаба, таких как орбиты звезд или газа”, - сказал доктор Джонсон.
