Перше в історії зображення тіні надмасивної чорної діри з центру Чумацького Шляху / ESO
Проєкт об'єднання восьми обсерваторій у один Телескоп горизонту подій, що два роки тому сфотографував тінь надмасивної чорної діри у центрі галактики M87, отримав зображення тіні надмасивної чорної діри у центрі нашої галактики Чумацький Шлях. Трансляція пресконференції, де представили зображення Стрільця A*, відбувалася на YouTube-каналі Європейської південної обсерваторії ESO. Результати роботи представлені у шести наукових статтях, опублікованих The Astrophysical Journal Letters. Коротко їх переповідає пресреліз ESO.
Що це за зображення?
У центрі нашої галактики Чумацький Шлях знаходиться компактне радіоджерело під назвою Стрілець A*, яке пов'язують із надмасивною чорною дірою, адже зі своєю масою у не менш як чотири мільйони Сонць воно займає область простору розміром з нашу Сонячну систему. За його відкриття навіть присудили Нобелівську премію з фізики два роки тому. А нещодавно за зірками навколо неї вдалося уточнити і точну відстань до неї та її масу.
А на цьому зображенні — тінь цієї чорної діри, яка знаходиться на відстані 27 тисяч світлових років від Землі.
Як фотографують чорні діри?
Вам відомо, що чорні діри - це об'єкти, гравітація яких не здатна випустити навіть світло. А тому сфотографувати їх не вийде. Однак чорні діри не існують ізольовано та взаємодіють із речовиною навколо, а зокрема — викривляють простір довкола себе, змінюючи траєкторію світла, іноді витягують речовину з навколишніх зірок. І газ та пил, що потрапляє на чорну діру, починає розігріватися і закручуватися навколо неї, утворюючи акреційний диск, який можна побачити. Власне він і є на зображенні: темна область посередині — це «тінь» Стрільця А*, а яскраве помаранчеве кільце довкола - газ і пил. І цей знімок фіксує світло, викривлене потужною гравітацією нашої центральної надмасивної чорної діри.
Втім, щоб отримати це зображення, об'єднаним у єдиний Телескоп горизонту подій восьми обсерваторіям з шести точок земної кулі знадобилося кілька ночей синхронної роботи, а астрономам близько п'яти років на аналіз даних. Яскравість і структура газу навколо Стрільця A* швидко змінювалися, поки колаборація Телескопа спостерігала за ним. За повідомленням ESO, дослідникам довелося розробити нові складні інструменти, які б враховували рух газу навколо чорної діри. Зрештою, знімок являє собою середнє значення різних зображень, отриманих командою з більш ніж 300 дослідників з 80 інститутів по всьому світу.
Це вже друге зображення чорної діри, отримане Телескопом горизонту подій. Першою стала чорна діра з центру галактики M87, розташована на відстані 55 мільйонів світлових років від Землі та з масою у 6,5 мільярдів сонячних. Можете порівняти їхні розміри. Разом результати зображень тіней Стрільця A* та M87* доводять, що такі кільця-лінзи є універсальними властивостями чорних дір і що загальна теорія відносності може послідовно передбачати їх для трьох порядків величин маси цих об'єктів.
Зображення показує масштаб Стрільця А* у порівнянні з M87*, орбітами Плутона, Меркурія, а також поруч з поточним розташуванням космічного зонда «Вояджер-1», найвіддаленішого від Землі космічного корабля. EHT collaboration (acknowledgment: Lia Medeiros, xkcd)
До речі, окрім зображень чорних дір, Телескоп горизонту подій отримав і детальний знімок струменів плазми, що видираються з найближчої до нас галактики — Центавр А. А більше про перше фото тіні чорної діри та взагалі про ці об'єкти ми розповідали у наших картках «Що таке чорна діра?».