Горизонт событий - это точка невозврата, сферическая область, окружающая зияющую пасть черной дыры, за которую ничто, даже свет, не может выйти. Мы понятия не имеем, какие тайны скрываются внутри, но мы знаем, что наша Вселенная внезапно обрывается на этой ужасающей границе в неизвестность.
Теперь, после двух десятилетий международного сотрудничества, некоторые из самых мощных радиотелескопов в мире получили изображение горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Тем самым они доказали, что предсказания, вытекающие из общей теории относительности Эйнштейна , верны даже в самых экстремальных космических условиях.
Черная дыра на изображении скрывается в центре массивной эллиптической галактики Мессье 87 (M87) в созвездии Девы, на расстоянии примерно 55 миллионов световых лет. Выпуск изображения был долгожданным во всем мире, и он был опубликован в нескольких исследованиях, опубликованных в журнале Astrophysical Journal Letters .
Сверхмассивные черные дыры определяют эволюцию галактик, в которых они обитают, поэтому прямой взгляд на этот горизонт событий может открыть новое окно для понимания того, как работают эти чудовища. И этот чудовищный объект - настоящий образец: он имеет колоссальную массу в 6,5 миллиардов солнц, все втиснутые в горизонт событий размером почти половину светового дня в поперечнике.
В горизонт событий M87
Несмотря на невероятные размеры и массу, ни один телескоп на планете не смог запечатлеть ее портрет. Это просто слишком далеко, чтобы решить эту проблему. Чтобы исправить это, астрономы использовали метод, известный как интерферометрия с очень длинной базой, чтобы объединить коллективную наблюдательную способность восьми самых мощных радиотелескопов в мире для выполнения этой работы. Event Horizon Telescope (EHT ) представляет собой виртуальный телескоп так широко , как наша планета - и достаточно мощные , чтобы захватить первый проблеск одной из самых массивных черных дыр , известных существовать.
«Мы сделали первый снимок черной дыры», - сказал в своем заявлении директор проекта EHT Шеперд С. Доулман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики . «Это выдающийся научный подвиг, совершенный командой из более чем 200 исследователей».
Хотя черные дыры, ну, в общем, черные, если какая-либо материя находится близко к горизонту событий, сильное трение в релятивистской среде оторвет электроны от атомов, создавая мощный фейерверк. Вот почему первое изображение EHT показывает темный круг, окруженный ярким кольцом выбросов. Эти выбросы производятся сразу за пределами горизонта событий черной дыры, где чрезвычайно горячие газы, вращающиеся вокруг нее, нагреваются до нескольких миллиардов градусов Кельвина, а сам горизонт событий выглядит как силуэт темного диска на ярком фоне - особенности, которые подтверждают теоретические выводы. физики предсказывали в преддверии сегодняшнего дня.
«Противостояние теории и наблюдения - всегда драматический момент для теоретика», - сказал член правления EHT Лучано Резцолла из Goethe Universität, Германия, в заявлении ESO . «Было облегчением и источником гордости осознать, что наблюдения так хорошо соответствуют нашим предсказаниям».
Это, возможно, самый важный результат наблюдения EHT. Все теоретические предсказания того, что может увидеть EHT, основаны на структуре общей теории относительности Эйнштейна, теории, которая доказала свою надежность с момента ее формулировки более 100 лет назад. Увидев это первое изображение, физики заметили, насколько реальность горизонта событий черной дыры соответствует предсказаниям общей теории относительности.
Новая эра астрономии черных дыр
Это первое изображение и есть первое.
Коллаборация EHT продолжит наблюдения за M87 и второй целью, сверхмассивной черной дырой в центре нашей галактики, объектом с массой 4 миллиона солнечных масс под названием Стрелец A *.
Как ни странно, хотя Стрелец A * находится сравнительно близко (всего в 25 000 световых лет, в 2000 раз ближе к нам, чем M87), у него другой набор проблем. Одна из проблем заключается в том, что, поскольку Стрелец A * меньше, его выбросы меняются в более короткие сроки, чем чудовищная черная дыра M87, что затрудняет наблюдения. Кроме того, поскольку мы находимся внутри диска нашей галактики, который содержит много межзвездной пыли, сигнал EHT страдает более сильным рассеянием, что затрудняет его разрешение. Поскольку большая часть межгалактического пространства между нами и M87 довольно пуста, рассеяние представляет меньшую проблему.
Когда мы увидим Стрельца A *, еще предстоит увидеть, но теперь, когда технология, лежащая в основе EHT, была доказана, наше понимание сверхмассивных черных дыр обязательно расцветет.
Полное раскрытие информации: автор Иэн О'Нил работал с Университетом Ватерлоо над их заявлением для прессы и статьей, посвященной Эвери Бродерику, профессору Ватерлоо и Института периметра и члену команды EHT. Вы можете прочитать о работе Бродерика здесь .
Вот это интересно
Громкое изображение черной дыры не существовало бы без работы аспирантки Массачусетского технологического института по имени Кэти Боуман , которая создала алгоритм, который сделал это возможным.
