Свръхмасивна черна дупка: Първо изображение на Стрелец A*, разкрито в центъра на Млечния път

Черната дупка е на около 27 000 светлинни години от Земята. Нашата слънчева система се намира в един от спиралните ръкави на Млечния път, поради което сме толкова далеч от галактическия център. Ако можехме да видим това на нощното небе, черната дупка би изглеждала със същия размер като поничка, която седи на луната.

„Бяхме изумени колко добре размерът на пръстена отговаряше на очакванията от общата теория на относителността на Айнщайн“, каза в изявление ученият от проекта EHT Джефри Бауер от Института по астрономия и астрофизика, Academia Sinica, Тайпе.

„Тези безпрецедентни наблюдения значително подобриха разбирането ни за това, което се случва в (центъра на) нашата галактика и дават нови прозрения за това как тези гигантски черни дупки взаимодействат със заобикалящата ги среда.

Търсене на черна дупка

Отне на астрономите пет години, за да заснемат и потвърдят това изображение и откритие. Преди това учените наблюдаваха звезди, обикалящи около някои невидими масивни обекти в центъра на галактиката.

Рамеш Нараян, теоретичен астрофизик от Центъра по астрофизика: „Сега виждаме, че черната дупка поглъща близкия газ и светлина, дърпайки ги в бездънен кратер“ | Харвард и Смитсониан, в изявление. „Това изображение потвърждава десетилетия на теоретична работа, за да се разбере как черните дупки изяждат.“

Това откритие стана възможно от повече от 300 изследователи от 80 институции, работещи с мрежата от осем различни радиотелескопа по целия свят, които съставляват Event Horizon Telescope.

Телескопът е кръстен на „хоризонта на събитията“, точката, където никаква светлина не може да избяга от черната дупка. Тази глобална телескопна мрежа по същество представлява един-единствен виртуален телескоп „размер на Земята“, когато всичките осем са свързани и наблюденията са едно до друго.

Докато двете изображения си приличат, дъгата A* е повече от 1000 пъти по-малка от M87*.

„Имаме два напълно различни типа галактики и две много различни маси черни дупки, но близо до ръба на тези черни дупки те изглеждат невероятно сходни“, каза Сера Марков, съпредседател на научния съвет на EHT и професор по теоретична астрофизика в института. Университет на Амстердам в изявление.

„Това ни казва, че (теорията на Айнщайн за) общата теория на относителността управлява тези неща отблизо и всички разлики, които виждаме по-далеч, трябва да се дължат на разликите в материалите, които заобикалят черните дупки.“

Невъзможно да се направи снимка

Въпреки че черната дупка на Млечния път е по-близо до Земята, беше трудно да се снима.

„Газът близо до черни дупки се движи със същата скорост – приблизително същата скорост на светлината – около Sgr A* и M87*“, учен от EHT Чи-Кван Чан от Обсерваторията на Стюард и Института по астрономия и наука за данни на университета от Аризона, се казва в изявление.

„Но когато газът отнема дни до седмици, за да обиколи по-големия M87*, в много по-малкия Sgr A* той завършва орбита само за няколко минути. Това означава, че яркостта и моделът на газа около Sgr A* се променят бързо тъй като сътрудничеството на EHT го наблюдаваше — малко като опит за ясна снимка на кученце, преследващо бързо опашката си.“

Глобалната мрежа от астрономи трябваше да разработи нови инструменти, които да позволят бързото движение на газ около Стрелец A*. Полученото изображение е средната стойност на различните изображения, направени от екипа. Заснемането на образа на Стрелец A* беше като да направите снимка на зрънце сол в Ню Йорк с камера в Лос Анджелис, според изследователи от Caltech.

„Това изображение от Event Horizon Telescope изисква нещо повече от това просто да вземете изображение от телескопи на високи планински върхове. То е продукт както на технически предизвикателни наблюдения с телескопа, така и на иновативни изчислителни алгоритми“, каза Катрин Боуман, изследовател на Розенберг и асистент по компютърни и математически науки, електротехника и астрономия в Калифорнийския технологичен институт, по време на пресконференция.

Всеки телескоп е изтласкан до максималната си граница, която се нарича граница на дифракция, или максималният брой минутни характеристики, които може да види.

„И това е основно нивото, което виждаме тук“, каза Джонсън на пресконференцията. „Не е ясно, защото за да направим изображението по-ясно, трябва да отдалечим нашите телескопи или да преминем към по-високи честоти.“

В очите

Получаването на изображения на две напълно различни черни дупки ще позволи на астрономите да определят техните прилики и разлики и да разберат по-добре как газът се държи около свръхмасивни черни дупки, което може да допринесе за образуването и еволюцията на галактиките. Смята се, че черните дупки са в центъра на повечето галактики и действат като техни двигатели.

Междувременно екипът на EHT работи за разширяване на мрежата на телескопа и извършване на надстройки, които биха могли да доведат до по-зашеметяващи изображения и дори филми на черни дупки в бъдеще.

Улавянето на черна дупка в движение може да покаже как тя се променя с течение на времето и какво прави газът, докато обикаля около черната дупка. Боуман и членът на EHT Антонио Фуентес, който ще се присъедини към Caltech като постдокторант през октомври, разработват методи, които ще им позволят да свържат изображения на черни дупки заедно, за да отразят това движение.

Това „първо пряко изображение на нежния гигант в центъра на нашата галактика“ е само началото, каза Фериал Йозил, член на научния съвет на EHT и професор по астрономия и физика и заместник-декан по изследванията в Университета на Аризона. Пресконференция.

„Този ​​образ е доказателство за това, което можем да постигнем, когато обединим умовете си като глобална изследователска общност, за да направим привидно невъзможното и възможно“, каза в изявление директорът на Националната научна фондация Ситураман Панчанатан. „Езикът, континентите и дори галактиката не могат да застанат на пътя на това, което човечеството може да постигне, когато се обединим за общото благо на всички.”