Чорна діра: опублікували перше в історії фото

Чорна діра Копирайт изображения EHT Collaboration
Image caption Перше зображення чорної діри: вона оточена ореолом яскравого газу, який затягує сила тяжіння діри

Астрономам вперше вдалося отримати зображення чорної діри, що розташована в далекій галактиці.

Її діаметр складає понад 40 мільярдів кілометрів, що в три мільйони разів перевищує розміри Землі, вчені назвали її "монстром".

Чорна діра розташована на відстані 500 мільйонів трильйонів кілометрів і її зображення сформували на основі даних мережі з восьми телескопів по всьому світу.

Деталі опублікували 10 квітня в журналі Astrophysical Journal Letters.

Професор з університету Радбаунд у Нідерландах Гейно Фальке, який запропонував експеримент, розповів BBC News, що чорну діру знайшли в галактиці M87.

"Те, що ми бачимо, більше, за всю Сонячну систему", - сказав він.

Копирайт изображения DR JEAN LORRE/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Image caption Астрономи підозрювали, що галактика М87 має надмасивну чорну діру в центрі на основі помилкових кольорових зображень, таких як це. Темний центр не є чорною дірою, але вказує, що зірки густо упаковані і швидко рухаються

"Її маса у 6,5 мільярдів разів більша, ніж у Сонця. І це одна з найважчих чорних дір, які, як ми вважаємо, існують. Це абсолютний монстр, чемпіон у важкій вазі серед чорних дір Всесвіту".

На зображенні видно інтенсивне яскраве "кільце вогню", як описує його професор Фальке. Воно оточує ідеально круглу чорну діру. Яскравий ореол утворюється в результаті падіння перегрітого газу в діру.

Це світло яскравіше, ніж всі мільярди інших зірок у галактиці, і тому його можна побачити на такій відстані від Землі.

Image caption Астрономічні лабораторії та телескопи, які брали участь у проекті

Край темного кола в центрі — це точка, в якій газ потрапляє в чорну діру, яка має таку силу тяжіння, що навіть світло не може її покинути.

Зображення відповідає тому, як фізики-теоретики й голлівудські режисери, уявляли чорні діри, стверджує доктор Зірі Юнсі, з Університетського коледжу Лондона — який є частиною проекту.

"Хоча це відносно прості об'єкти, чорні діри ставлять деякі з найскладніших питань про природу простору і часу, і в кінцевому підсумку нашого існування", - сказав він.

"Примітно, що зображення, яке ми спостерігаємо, настільки схожі на те, що ми отримуємо на основі наших теоретичних розрахунків. Поки видається, що Ейнштейн знову правий".

Але наявність першого зображення дозволить дослідникам дізнатися більше про ці таємничі об'єкти. Їм буде надзвичайно цікаво знайти ті моменти, в яких чорна діра відрізняється від того, що від неї очікує теоретична фізика.

Ніхто насправді не знає, як утворюється яскраве кільце навколо отвору. Ще цікавішим є питання про те, що відбувається, коли об'єкт потрапляє в чорну діру.

Що таке чорна діра?

  • Чорна діра — це частина простору, сили тяжіння якої ніщо, навіть світло, не може уникнути
  • Попри назву, вони не порожні, а складаються з величезної кількості речовини, щільно упакованої на невеликій площі
  • За чорною дірою знаходиться ділянка простору, що називається горизонтом подій. Це "точка неповернення", за якою неможливо уникнути гравітаційного впливу чорної діри

Ідея проекту народилася у професора Фальке коли він був докторантом у 1993 році. У той час, ніхто не думав, що це можливо.

Він першим зрозумів, що певний тип радіовипромінювання генерується близько до і навколо чорної діри, і цей тип є достатньо потужним для виявлення телескопами на Землі.

Копирайт изображения Katie Bouman
Image caption Зібраної групою телескопів інформації надто багато, аби її можна було надсилати через Інтернет. Натомість дані зберегли на сотнях жорстких дисків, які й доставили до центрів обробки.

Він також пригадує, що читав наукову статтю у 1973 році, у якій висловлювали припущення, що через їх величезну силу тяжіння чорні діри виглядають у 2,5 раза більшими, ніж вони є насправді.

Ці два раніше невідомі фактори раптом зробили можливим те, що здавалося нереальним. Після 20 років переговорів щодо своєї ідеї професор Фальке переконав Європейську дослідницьку раду профінансувати проект. Національний науковий фонд та агентства у Східній Азії тоді приєдналися до фінансування на суму понад 52 мільйони доларів.

Це інвестиція, яку виправдала публікація зображення. Професор Фальке сказав мені, що він відчуває, що "його місія виконана".

Він сказав: "Це була довга подорож, але саме це, я хотів побачити своїми очима. Я хотіла знати, чи це реально?"

Жоден телескоп не є достатньо потужним для отримання зображення чорної діри. Так, у найбільшому у своєму роді експерименті, професор Шеперд Доельман з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики, очолив проект створення мережі з восьми пов'язаних телескопів. Разом вони формують телескоп Event Horizon.

Копирайт изображения Jason Gallicchio

Кожен з телескопів розташований високо в різних екзотичних місцях, включаючи вулкани на Гаваях і Мексиці, гори в Аризоні й іспанській Сьєрра-Неваді, в пустелі Атакама (Чилі) і в Антарктиці.

Команда з 200 вчених направила усі телескопи мережі в напрямку M87 і сканувала центр галактики протягом 10 днів.

Інформація, яку вони зібрали, була надто великою, аби її можна було передати через Інтернет. Замість цього, дані зберігалися на сотнях жорстких дисків, які доставили до центрів обробки в Бостоні (США) і в Бонні (Німеччина), щоб зібрати цю інформацію.

Професор Доельман назвав це досягнення "надзвичайним науковим подвигом".

"Ми досягли чогось, що вважалося неможливим всього покоління тому", - сказав він.

"Прориви в технологіях, взаємодія між кращими світовими радіообсерваторіями й інноваційні алгоритми — усе це разом дало можливість відкрити абсолютно нове вікно на чорні діри".

Команда також передбачає наявність надмасивної чорної діри в центрі нашої власної галактики — Чумацького Шляху.

Як не дивно, але отримати зображення з віддаленої галактики на відстані 55 мільйонів світлових років легше. Це пояснюється тим, що, з невідомої причини, "кільце вогню" навколо чорної діри в центрі Чумацького Шляху менше і не таке яскраве.

Хочете отримувати найважливіші новини в месенджер? Підписуйтеся на наш Telegram.

Новини на цю ж тему