Астрономи вперше отримали зображення тіні чорної діри

Глобальна інтерферометрична мережа радіо- і міліметрових обсерваторій під назвою Телескоп горизонту подій (EHT) змогла розгледіти тінь надмасивної чорної діри в центрі активної галактики M87. Вперше вдалося отримати пряме зображення подібного об'єкта. Про результати спостережень вчені повідомили на прес-конференції, трансляцію якої можна подивитися на сайті Європейської південної обсерваторії, інформує Ukr.Media.

Мессьє 87, також звана Діва A, являє собою гігантську еліптичну галактику, другу за яскравістю серед галактик в Скупченні Діви і одну з найбільш масивних в місцевому Всесвіті. Надмасивна чорна діра, розташована в його центрі, одна з найбільших відомих сьогодні — її маса становить близько 6,5 мільярдів мас Сонця, тобто приблизно в тисячу разів більше, ніж у чорної діри в центрі Чумацького Шляху, що позначається як Стрілець A*.

Попри таку велику різницю у масі, їх видимий розмір на небі приблизно однаковий, оскільки відстань до Стрільця А* становить приблизно 26 тисяч світлових років, а до M87 — близько 55 мільйонів. Кутовий діаметр горизонту подій надмасивної чорної діри в Чумацькому Шляху оцінюється в 10 мікросекунд дуги, а у M87 — близько 7 мікросекунд. Для порівняння, кутовий розмір чорної діри в найближчій до нас великій спіральній галактиці — в Туманності Андромеди — повинен дорівнювати приблизно 3,5 мікросекундам. Істотною відмінністю Стрільця A* від чорної діри в галактиці М87 є активність останнього, що виявляється у світлі чітко видимого джета, який розташований перпендикулярно площині акреційного диска навколо чорної діри. Його довжина становить приблизно п'ять тисяч світлових років. Джети спостерігаються в ряді випадків, наприклад, у квазарів, і існує кілька теорій утворення таких потоків, які можна перевірити, спостерігаючи їхню підставу, розташовану поблизу чорної діри.

Обидві чорні діри входять в список цілей проекту EHT, розпочатого у квітні 2017 року. У ньому беруть участь телескопи восьми обсерваторій, розташованих у різних куточках земної кулі і, які працювали як один єдиний телескоп, що функціонує на довжині хвилі 1,3 міліметра. Синхронізація велася за допомогою атомного годинника, а дані спостережень підсумовувалися і оброблялися за допомогою суперкомп'ютерів, встановлених в Інституті радіоастрономії Макса Планка і обсерваторії Хейстек.

Метою спостережень була реєстрація тіні чорної діри, тобто сильного зниження яскравості світіння в центральній області зображення у зв'язку з викривленням траєкторії фотонів і відсутністю стабільних орбіт на кількох радіусах Шварцшильда. Відповідно, тінь також буде трохи більша за розмір чорної діри — приблизно 42 мікросекунди дуги у разі M87. Саме цю тінь і змогли побачити астрономи з проекту EHT, яка досягла мінімального кутового дозволу у 20 мікросекунд, причому форма тіні відповідає передбаченій для чорної діри Керра тіні Загальною теорією відносності.

Спостереження тіні чорної діри — це знакова подія в спостережній астрономії.