Побачити чорну діру у звичайні телескопи неможливо: ці об’єкти надто далекі від нас і їх випромінювання надто слабке. Щоб отримати зображення чорної діри, потрібен був би супертелескоп розміром з Землю. Але вчені з міжнародної команди Event Horizon Telescope (Телескоп горизонту подій) змогли домогтися того ж результату за допомогою цілої мережі наземних телескопів, точних приладів і сучасних алгоритмів обробки даних. Розповідаємо, як вони це зробили.
Це об’єкт колосальної щільності й маси. За законами теорії відносності, чим масивніший об’єкт — тим сильніше його гравітаційне поле. У чорної діри воно таке потужне, що навіть частинки світла не можуть відірватися від її поверхні. Тому “зловити” такий космічний об’єкт у звичайний телескоп не вдавалося.
Багато років вчені сумнівалися, чи існують чорні діри насправді. Їх знаходили тільки за непрямими ознаками — наприклад, траєкторіях руху інших космічних тіл. Тільки у 2019 році, завдяки сучасним технологіям, їм нарешті вдалося отримати зображення однієї з них.
Чорна діра на цьому зображенні знаходиться в 55 світлових роках від нас, в галактиці M87. І ми вже писали про це знімку ось тут. Намагатися отримати такий знімок — все одно що зняти лежить на Місяці апельсин, перебуваючи на Землі. Для цього потрібно дуже велике кутовий дозвіл, тобто здатність оптичної системи розрізняти точки зображуваної поверхні. Знадобився б дзеркальний телескоп планетарних масштабів, та ще виведений в космос.
На щастя, вчені придумали, як домогтися тієї ж мети за допомогою мережі телескопів в різних місцях планети. Кожен з них реєстрував частину випромінювання від об’єкта, потім отримані дані обробляв суперкомп’ютер, а математичні алгоритми заповнювали прогалини в них. Те, що ми бачимо на зображенні — це диск з гарячої плазми, який обертається навколо діри. Насправді його колір не помаранчевий, а скоріше білий. Вчені вибрали цей колір, щоб краще показати різні ступені яскравості.
Звичайно, робота декількох команд вчених не зводилася до того, щоб отримати одну красиву картинку. Даних дуже багато, вони все ще обробляються і дозволяють робити нові відкриття. Наприклад, недавно на основі тієї ж інформації вдалося виміряти поляризацію речовини поблизу діри. Це допомагає краще зрозуміти, наприклад, як чорні діри ростуть і випускають струменя енергії — джети. Зараз такі ж дослідження плануються і для інших чорних дір, в тому числі в нашій галактиці.
Натхнення: naked-science.ru