Event Horizon Telescope Collaboration

Прорыв года: астрономы представили первое изображение черной дыры в центре нашей галактики

«Это исторический момент, в который мы увидели черную дыру в сердце Млечного Пути после десятилетий интенсивных исследований, основанных лишь на любопытстве»

12 мая во время пресс-конференции, организованной Национальным научным фондом США совместно с Event Horizon Telescope, астрономы показали первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики — Млечного Пути. Это открытие дает ценные сведения о работе таких гигантов, которые, как считается, находятся в сердце большинства галактик.

Ближайшая к нам черная дыра

Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в середине Млечного Пути. Но теперь они поняли, что этот объект, известный как Стрелец A* (Sgr A*), — черная дыра. Полученное изображение дает первое прямое визуальное свидетельство этого.

Хотя мы не можем увидеть саму дыру, поскольку она совершенно черная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область (называемую «тенью»), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Изображение зафиксировало свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.

Мы были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна. Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили понимание того, что происходит в самом центре нашей галактики, и предложили новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением

一 Джеффри Бауэр, ученый проекта EHT из Института астрономии и астрофизики Академии Синика, Тайбэй

Черная дыра находится на расстоянии около 27 тыс. световых лет от Земли. Чтобы получить ее изображение, команда создала мощное устройство (EHT), которое соединило восемь радиообсерваторий по всей планете и сформировало единый виртуальный телескоп размером с Землю. EHT наблюдал за Sgr A* несколько ночей, собирая данные в течение многих часов подряд, подобно длинной выдержке на фотоаппарате.

Над открытием трудились более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру. Команда усердно работала в течение пяти лет, используя суперкомпьютеры для объединения и анализа данных, одновременно собирая беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр.

Почему снимок такой нечеткий?

Прорыв последовал за открытием первого изображения черной дыры под названием M87* в центре более далекой галактики Мессье 87.

Sgr A*. Фото: Event Horizon Telescope Collaboration

M87*. Фото: Event Horizon Telescope Collaboration

Два этих снимка выглядят поразительно похожими. Но черная дыра нашей галактики, Млечного Пути, более чем в тысячу раз меньше, чем M87*. То, что их края почти одинаковы, говорит о том, что общая теория относительности управляет объектами вблизи. Любые различия, которые ученые обнаружат позднее, должны быть связаны с различиями в материале, окружающем черные дыры, — газе.

Газ в окрестностях дыр движется с той же скоростью — почти со скоростью света — вокруг Sgr A* и M87*. Чтобы совершить оборот вокруг M87*, ему требуется от нескольких дней до нескольких недель. В то же время в гораздо меньшем Sgr A* он совершает полный оборот за считанные минуты. Это означает, что яркость и структура газа вокруг Sgr A* быстро менялись, пока ученые наблюдали за ним. Из-за этого снимок кажется заблюренным, поскольку астрономы предприняли что-то вроде попытки сделать четкое фото щенка, который быстро гоняется за своим хвостом. Но именно эта фотография впервые показала гиганта, скрывающегося в центре нашей галактики.

Это изображение служит свидетельством того, чего мы можем достичь, когда глобальное исследовательское сообщество объединяет самые яркие умы и делает невозможное возможным. Язык, континенты и даже галактика не могут помешать тому, чего способно достичь человечество, когда мы объединимся для всеобщего блага. Это исторический момент, в который мы увидели черную дыру в сердце Млечного Пути после десятилетий интенсивных исследований, основанных лишь на любопытстве

一 Сетураман Панчанатан, директор NSF

Ученые особенно взволнованы тем, что наконец-то получили изображения черных дыр очень разных размеров. Это позволит понять, чем они похожи и чем отличаются. Астрономы уже приступили к проверке теорий и моделей поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр на основе полученных данных. Этот процесс еще не до конца изучен, но считается, что он играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.

━━━━━

Анастасия Дегтярева