Фотоохота на черную дыру
Сенсационное заявление сделали европейские ученые: им удалось впервые сфотографировать черную дыру — сверхмассивный коллапсар в далекой галактике Messier 87, находящейся в скоплении Девы.
Это настолько важное событие для всего научного мира, что журналистам объявили о нем на пресс-конференции, которую одновременно провели сразу в шести городах: Брюсселе, Вашингтоне, Сантьяго-де-Чили, Тайбэе, Токио и Шанхае — на четырех языках.
«На узких специалистов это произвело просто фантастическое впечатление, — рассказал “Стимулу” ведущий научный сотрудник Института космических исследований РАН Натан Эйсмонт. — Я так говорю потому, что был свидетелем этой радости: случайно оказался на совещании с астрофизиками, когда пришла новость. Они были просто потрясены».
Дело в том, что до сегодняшнего дня все наши представления были исключительно теоретическими и опирались на наблюдения процессов, вызываемых поглощением материи черными дырами. Само их существование было лишь научной гипотезой, пусть и очень убедительной.
«Это самое надежное, самое наглядное подтверждение существования черных дыр, причем в том виде, лучше которого не придумаешь, мы эту дыру фактически видим, — пояснил Натан Эйсмонт. — И то, что мы видим, очень интересное явление. Источники света — позади черной дыры. Этот свет идет к нам, и когда он проходит окрестности черной дыры, то как бы выворачивается наизнанку, он поворачивает туда, к черной дыре, она его засасывает. То, что мы наблюдаем на фотографии, — это тот свет, который миновал черную дыру. А чернота в центре — свет, который пошел в обратном направлении и до нас не дошел».
То есть на снимке не сама черная дыра, а ее «внешняя оболочка» — точка невозврата, также известная как горизонт событий. Так называется область пространства–времени, внутри которой гравитация черной дыры уже не дает вырваться наружу никакой информации, но снаружи у лучей еще есть возможность избежать притяжения.
«Огненное кольцо» вокруг черной дыры — это устремляющийся в нее горячий газ, разогретый до невероятных температур. Газ светится так сильно, что затмевает по яркости несколько миллиардов звезд, расположенных в той же галактике, поэтому его можно увидеть с Земли. Расстояние до запечатленной на фото черной дыры — около 50 млн световых лет, или почти 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из восьми очень чувствительных радиообсерваторий, расположенных на разных континентах. Речь идет о проекте Event Horizon Telescope — виртуальном радиотелескопе размером с Землю. Такое объединение мощностей позволило ученым достичь разрешения, превышающего чувствительность космического телескопа «Хаббл» в тысячу раз.
«То, что мы видим на снимке, больше по размеру, чем вся наша Солнечная система, — отметил профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке. — Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 миллиарда раз. Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать, абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе».
Уловить и сфотографировать лучи, прошедшие по самому краю горизонта событий, но не поглощенные черной дырой, проект Event Horizon Telescope пытался на протяжении многих лет. Собранной информации было так много, что переслать ее по интернету было просто невозможно: сотни жестких дисков пришлось свозить самолетами в аналитические центры в Бонне и Бостоне.
Большинство современных астрономов считает, что в центре всех галактик находятся сверхмассивные черные дыры — объекты, обладающие массой в миллионы и миллиарды солнечных, непрерывно притягивающие и поглощающие любую материю, часть которой «пережевывается» черной дырой и выбрасывается в виде релятивистских струй (джетов) — тонких пучков плазмы, разогнанной до околосветовых скоростей.
В нашей галактике, а также в ряде других эта центральная черная дыра находится в неактивном состоянии — она не выбрасывает джеты. Ученые долгое время пытаются выяснить, когда она «заснула» и насколько активной была в прошлом. Кроме того, астрофизики хотели бы узнать, как эта активность влияла на жизнь звезд в центре нашей галактики и ее окрестностях.