Опубликован первый снимок гигантской черной дыры в Млечном Пути
Фото предоставляет доказательство того, что в центре галактики действительно находится огромная черная дыра, вокруг которой и вращаются все объекты Млечного пути, включая Солнце, а вместе с ним и Землю.
Ученые предполагают, что подобные объекты находятся в центрах большинства галактик. Такие снимки должны предоставить ценную информацию о том, как живут подобные гиганты.
«Ученые ранее наблюдали, как звезды вращаются по орбитам вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в центре Млечного пути. Данные уверенно указывали, что данный объект — известный как Стрелец А* (Sagittarius А*, Sgr A*) — является черной дырой. Сегодняшние изображения представляют собой первое прямое визуальное подтверждение этого», — говорится в сообщении ЕНТ.
По словам специалистов, саму черную дыру, разумеется, увидеть на снимках нельзя, поскольку она абсолютно черна. Однако светящийся газ вокруг нее складывается в характерную картинку: темную центральную область, которую называют «тенью», и окружающую ее яркую кольцеобразную структуру.
«Мы были поражены тем, насколько хорошо размеры кольца согласуются с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна. Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание процессов, которые происходят в центре нашей галактики, и дали новые ключи к пониманию того, как черные дыры взаимодействуют со своим окружением», — сказал ученый Джеффри Бауэр из коллаборации ЕНТ.
Черная дыра Sgr A* находится на расстоянии 27 тыс. световых лет от Земли, по массе она в 4 млн раз превосходит Солнце, размер видимого на изображении кольца примерно соответствует орбите Меркурия, то есть около 60 млн км, радиус горизонта событий — около 6 млн км. Впрочем, из-за большого удаления от Земли черная дыра, по словам ученых EHT, предстает на небосклоне крошечной точкой — словно пончик, который пытаешься разглядеть на поверхности Луны.
Чтобы получить изображение этого объекта, астрофизики использовали сеть из восьми обсерваторий в разных частях Земли, которые и образуют все вместе виртуальный телескоп размером с планету, носящий название Телескопа горизонта событий. Сбор данных велся в течение «множества ночей» по много часов подряд, что можно сравнить с фотосъемкой с длинной экспозицией, говорят ученые. Затем информация долго обрабатывалась суперкомпьютерами.
Аналогичным образом в 2019 году удалось получить первый в истории снимок черной дыры М87*, однако этот объект находится за пределами нашей галактики и является значительно более крупным, чем Sgr A*, так что снимать его на деле было проще, поскольку близкий и не такой большой Sgr A* оказался намного более динамичным и изменчивым для наблюдателя.
«Это означает, что яркость и паттерны раскаленного газа вокруг Sgr A* стремительно менялись в процессе наблюдения коллаборацией ЕНТ. Это было словно пытаться сделать четкое фото щенка, стремительно гоняющегося за собственным хвостом», — говорит о работе ученых Чи-Кван Чан из Университета Аризоны.
Полученные изображения — это результат сведения воедино различных снимков, их «среднее арифметическое». Соответствующая работа заняла около пяти лет, а полученный портрет Sgr A*, как отмечает сопредседатель научного совета ЕНТ Сера Маркофф, удивил ученых тем, что показал много сходства между двумя черными дырами — М87* и Sgr A*.
«У нас две галактики полностью разных типов и две очень различные по массе черные дыры, но ближе к своим краям они выглядят удивительно похожими», — говорит она.
Участник коллаборации Кейичи Асада отметил, что теперь ученые могут заниматься сопоставлением различий между двумя супермассивными черными дырами, что должно дать бесценную информацию о том, как такие объекты функционируют. У специалистов есть очень большая и очень далекая дыра М87*, и более близкая и находящаяся на другом конце диапазона габаритов Sgr A*.
Работа по обнаружению сверхмассивного компактного объекта в центре Млечного пути — этим объектом оказалась черная дыра — удостоилась Нобелевской премии по физике в 2020 году. Сам объект был найден методом отслеживания движения звезд в конце прошлого века.