10 апреля 2019 года международная группа астрофизиков представила первую в истории фотографию чёрной дыры, а точнее – её горизонта событий. Этого космического монстра сфотографировали в центре галактики М 87 в созвездии Девы, проживающей очень далеко – в 55 млн световых лет от нас.
Сделать такой драгоценный снимок было непросто: «Чтобы получить фотографию черной дыры максимально высокого разрешения, мы объединили в одну глобальную сеть восемь мощнейших радиотелескопов, расположенных по всей планете, и направили их в центр галактики Messier 87. Это стало возможным только благодаря международному сотрудничеству и технологическому прогрессу, достигнутому в последние несколько лет», –поделился Лучано Реззола, профессор теоретической релятивисткой астрофизики из Франкфуртского университета им. Гете (Германия), один из участников проекта «Event Horizon Telescope».
Проект «Event Horizon Telescope» имеет своей целью получение снимков сверхмассивных чёрных дыр в центре Млечного Пути, а также изучение чёрной дыры в М 87. Выбор пал именно на неё, так как эта чёрная дыра огромна и удачно расположена для отслеживания глобальной сетью. То, что раньше казалось фантастикой, то, о чём мы могли прочитать лишь на страницах книг, теперь мы видим своими глазами.
Итак, восемь радиотелескопов. Каждый и них находится в отдаленной от городов высокогорной среде, включая горные вершины Гавайев, испанскую Сьерра-Невады, чилийскую пустыню и льды Антарктики. Увидеть чёрную дыру в сердце галактики М 87 на таком расстоянии – это всё равно, что попытаться жителю Вашингтона рассмотреть, какую книгу читает кто-нибудь сидящий на скамейке в Лондоне. Поэтому и потребовалось синхронизировать восемь мощнейших телескопов, чтобы полюбоваться заветной целью.
О существовании чёрных дыр догадался ещё Альберт Эйнштейн: он полагал, что в космосе могут существовать некие очень плотные объекты, гравитационное притяжение которых настолько велико, что ничто, даже свет, не сможет выбраться наружу. По идее, увидеть их невозможно из-за этого. Но не всё так просто: чёрную дыру огибает фотонное кольцо(внешне выглядит как кольца Сатурна) – это искривлённые траектории фотонов на искривлённой пространственно-временной ткани, а сама чёрная дыра окружена аккреционным диском, который состоит из вещества, падающего в чёрную дыру и, вследствие этого, нагревающегося, что вызывает свечение материи. Диск огибает чёрную дыру, так как мощная гравитация притягивает световые лучи и искривляет их. Свет и поглощаемый чёрной дырой материал вращается вокруг неё со скоростью, близкой к скорости света. Яркое кривое кольцо на полученных фотографиях предлагает визуальное подтверждение этих эффектов: материал, движущийся в кольце в нашу сторону, оказывается более ярким, чем тот, который движется от нас. Рассматривая первые фотографии чёрной дыры в центре М 87, учёные считают, что они видят и саму чёрную дыру, и её аккреционный диск. Материя разогрета до невероятных температур, и светится настолько ярко, что затмевает собой яркость других звёзд, расположенных в той же галактике. Сама чёрная окружность – это область чёрной дыры за горизонтом событий, откуда свет уже не может сбежать, место, где не действуют привычные нам законы физики. Кстати, цвета, которые мы видим на изображении, являются условными – их можно было сделать красными, оранжевыми, пусть даже зелёными, так как исходное изображение с радиотелескопов получается монохромным.
Размер этой чёрной дыры невероятен: если поместить её вместо Солнца, она, возможно, достигла бы даже орбиты Плутона, если и вообще не вышла бы за неё. Свету потребовалось бы неделю, чтобы облететь такой объект. Масса этой чёрной дыры превышает солнечную в 6, 5 млрд раз. По оценкам учёных, это одна из самых массивных чёрных дыр, которые могут существовать.
Руководитель одной из научных групп Акияма вспоминает: «Первое изображение, которое получила наша группа, было немного грязным, но мы увидели это кольцевое излучение, и я был так взволнован в тот момент. Возможно, я был единственным человеком, который получил изображение черной дыры». После этого все группы сравнили полученные изображения и были обрадованы тем, что на всех было видно одинаковую кольцевую структуру.
В сердце Млечного Пути проживает подобный монстр – это чёрная дыра Стрелец А*, расстояние до которой составляет примерно 26 000 световых лет, что намного меньше, чем до чёрной дыры в М87, однако сфотографировать нашу «родную» чёрную дыру труднее из-за скрывающего её межгалактического газа и пыли. Но всё же учёные надеются получить и её фотографию.
Читайте подробнее:
- строение чёрных дыр (как образуются, чем питаются и как могут погибнуть);
- история исследования чёрных дыр.