Потужний радіотелескоп допоможе вченим заглянути в чорну діру
В наступному місяці, астрономи збираються використовувати радіотелескопи по всій земній кулі, щоб створити еквівалент єдиного "планетарного" інструменту
У минулому році дослідники вперше "почули" чорні діри, виявивши гравітаційні хвилі, що утворилися після зіткнення двох таких об'єктів. Тепер же вони хочуть на власні очі побачити чорну діру, або хоча б її силует, - передає "Популярна Механіка".
В наступному місяці, астрономи збираються використовувати радіотелескопи по всій земній кулі, щоб створити еквівалент єдиного "планетарного" інструменту, який дозволить їм отримати зображення чорних дір шляхом підсвічування величезної хмари газу і зоряної речовини, яка обертається навколо них. Їх мета – надмасивна чорна діра в центрі Чумацького шляху, відома як Стрілець А* (Sgr A*), а також ще більш масивний об'єкт в сусідній галактиці М87.
Більш ранні спостереження з використанням Event Horizon Telescope (EHT) дали досить інтригуючі результати, проте в тому місці, де на фотографії повинні були бути чорні діри, залишилися безликі плями. Вперше за цей рік, EHT отримає підтримку від лабораторій в Чилі і Антарктиді, і ця додаткова потужність допоможе йому підвищити дозвіл зображення. Астрономи сподіваються побачити, як чорні діри збирають плаваючий навколо них газ в щільні структури і вивергають довгі струмені зоряної речовини.
Вони також сподіваються намітити фокус і форму горизонту подій і перевірити те, чи працює загальна теорія відносності Альберта Ейнштейна в таких екстремальних умовах. EHT зможе захопити мета лише раз на рік, за умови гарної погоди і того положення, при якому обидві чорні діри добре видно в обсерваторіях по всій земній кулі.
В цьому році команда буде спостерігати за небом протягом 5 ночей з 10-денного робочого "вікна" в період з 5 по 14 квітня. Потім почнеться робота по інтенсивної обробці даних, яка може зайняти рік або навіть більше, в залежності від результатів зйомок.
Директор EHT, Шен Дольман з обсерваторії MIT в Вестфорд жартує, що це "задоволення, відкладене на тривалий термін, яке буде винагороджено в квадраті". Візуалізація чорних дір є складним завданням не тільки тому, що їх інтенсивна сила тяжіння захоплює навіть фотони світла.
Основна проблема полягає в тому, що ці об'єкти на подив малі: Sgr A* має масу чотирьох мільйонів Сонць (!), але її горизонт подій становить всього 24 мільйони кілометрів в діаметрі, що всього в 17 разів ширше Сонця. Для того, щоб побачити щось настільки маленьке (за космічними мірками) на відстані 26 000 світлових років від нас, потрібно телескоп воістину глобальної потужності.
В оптичному діапазоні хвиль, чорна діра прихована від нас пеленою пилу і газу, що затемняє серце галактики. Радіохвилі пройдуть крізь неї набагато легше, але навіть їм досі заважають іонізовані газові хмари. Кращі телескопи, чутливі до найкоротших (міліметрової довжини) радіохвиль були розроблені лише за останні кілька десятиліть.
На початку 2010-х, Дольман і інші дослідники, що працюють на EHT, почали перевіряти ідею з такою апаратурою на Гаваях, в Каліфорнії і Арізоні. Пізніше вони розширили масив, щоб включити в нього знаменитий Large Millimeter Telescope з Мексики. В результаті було отримано прийнятне зображення чорної діри з M87, але зрозуміти, як саме чорні діри закручують і нагрівають газові хмари, вчені до цих пір так і не змогли.
Однак щоб побачити сам горизонт подій, EHT повинен стати ще потужнішим. За кілька років він виріс з погано фінансується авантюри в проект міжнародного значення, підтримуваний 30 великими науковими установами в 12 країнах.
В наступному місяці до нього підключать італійський телескоп Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) в Чилі, що на кілька порядків підвищить чутливість EHT.
Ви можете більш детально ознайомитися зі стратегією і планами астрономів в оглядовій статті на порталі журналу Science.