Май 2022 года ознаменовался важным научным событием мирового масштаба — проект Event Horizon Telescope (EHT) в ходе ряда пресс-конференций сообщил, что им удалось запечатлеть Альфу Стрельца — источник радиоактивного излучения, расположенный в центральной части Млечного пути. Учёные годами полагали, что это чёрная дыра высокой массы, но до тех пор, пока явление не будет доказано, остаётся место для сомнения. Может, это нечто иное? Снимок окончательно разрешил сомнения, доказав — это чёрная дыра.
Давайте обсудим, как это изображение сделали, почему оно ценно и в чём причина, что его нельзя было сделать раньше. Ведь ещё в 30-х годах учёные обратили внимание на некую аномалию, расположенную, видимо, за пределами Солнечной Системы, в центре Галактики, среди пылевых облаков, поглощающих видимый спектр света. Именно поэтому изучение области при помощи телескопа было невозможным, источник радиосигнала был скрыт.
Война позволила сделать множество открытий, связанных с радарами и аналогичными приборами, были построены основанные на этом принципе телескопы. Они позволили выяснить источник помех — точку в центральной части, получившую название Альфа Стрельца. В этот же период удалось обследовать Млечный путь в ИК-диапазоне и выявить вращающиеся вокруг точки облака газа и звёзды.
Анализ выявил, что объект, расположенный в центре, превышает массу солнца в миллионы раз. Это означало, что там располагается огромная чёрная дыра.
Что такое чёрная дыра?
Чёрные дыры — области, где гравитация настолько сильна, что ни излучение, ни частица не способны покинуть её, выйдя за горизонт событий. Грубо говоря, это своего рода галактический пылесос, поглощающий всё, что попадает в радиус действия — от космической пыли до звёзд, а некоторые чёрные дыры могут и разорвать звёзды.
Существует несколько разновидностей чёрных дыр — например, коллапсорные. Их диаметр — 20-30 километров, а масса превышает солнечную не более чем в 50 раз. Однако дыра в центральной части Галактики иная — её масса в 4 миллиона раз превышает солнечную, а диаметр достигает 20-25 миллионов километров.
Считается, что такие сверхмассивные объекты расположены в центре любых галактик, и их функционал выходит далеко за рамки сбора звёздной пыли. Они оказывают активное влияние на свои галактики, подавляя процесс генезиса звёзд и уничтожая целые скопления такого рода объектов — или, напротив, инициируя создание новых звёзд и толкая вперёд эволюционные процессы галактического масштаба.
Между первыми и вторыми чёрными дурами — колоссальная пропасть, но астрофизики предполагают, что есть и «середнячки». Беда только, что их существование пока не доказано, а даже если и будет — их окажется меньше. Почему так — секрет.
Возможно ли исследовать чёрные дыры вблизи?
Учёные и фантасты ведут неспешный спор о том, что будет с человеком, который захочет изучить чёрную дыру изнутри. Возможно ли пройти через горизонт событий?
Вероятно, что погружение в дыру звёздной массы невозможно: любой корабль будет разорван на куски при попытке приблизиться к объекту со столь значительной гравитацией. Однако чем больше масса дыры, тем больше шанс благополучного исхода.
Для понимания: самые крупные чёрные дыры превосходят по габаритам звёздную систему, и приливная сила в этой модели не так велика, что гипотетически даёт шанс пройти сквозь дыру и остаться целым.
Но вот покинуть объект не удастся: гравитация столь сильна, что поглощает даже свет. Но как тогда получился фотоснимок?
На практике дыры ничего не излучают, но процесс поглощения вещества не проходит одномоментно: оно попадает в орбиту и вращается, образуя диск аккреации. Частицы в нём перманентно сталкиваются, что влечёт разогрев и образование различных излучений. И вот как раз оно выдаёт чёрные дыры «с потрохами».
Случается и так, что из диска происходят выбросы — их называют джетами. Джеты движутся со скоростями, близкими к световой, и могут достигать длины в тысячи световых лет. Это своего рода маяки в галактике.
То есть, если упростить, мы не видим дыру, но можем наблюдать её тень, силуэт. А раз можно разглядеть, то и фотокарточку сделать получится.
Телескоп горизонта событий
Чтобы сделать снимок, астрофизикам пришлось сделать виртуальный инструмент габаритами с земной шар — для наблюдения воспользовались сразу несколькими обсерваториями, а затем данные были сведены воедино, что позволило создать виртуальный объект при участии более чем 60 лабораторий и обсерваторий по всему миру.
Наиболее важную роль — получить снимок силуэта — выполняли 8 из них, расположенных на 4 континентах. В ходе обработки данных собрали 4 Пб данных — так много, что диски пришлось таскать физически, передача по Интернету оказалась невозможной.
Исследователям пришлось генерировать сложнейшие алгоритмы, делать сотни тысяч фотоснимков Альфа Стрельца, чтобы получить модель, учитывающую специфику движения газа вокруг чёрной дыры.
Снимок тысячелетия
На снимке можно обнаружить кольцо газа, которое светится, оно окружает область, откуда не под силу выбраться даже свету. Это служит косвенным подтверждением теории относительности Эйнштейна, а размер снятого кольца соответствует прогнозам великого физика.
Кольцо разделено на три ярких региона. Участники проекта видели похожие образования в разных частях диска. Вероятно, это артефакты, связанные с несовершенством технологии, но возможны сюрпризы. Учёным удалось выяснить, что чёрная дыра вращается против часовой стрелки по оси, ориентированной на Землю.
ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на мой YouTube канал!
Ставьте ПАЛЕЦ ВВЕРХ и ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ на Дзен канал.
Читайте также:
✅ Как мобилизация в России повлияет на рождаемость, браки и сознание женщин
✅ В списке богатейших людей Forbes — новый лидер
✅ 11 признаков российской семьи, которые удивляют иностранцев за границей
