Вперше отримано зображення чорної діри у серці нашої галактики

На одночасних пресконференціях по всьому світу астрономи представили перше зображення надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики Чумацький Шлях. Цей результат дає незаперечні докази того, що об′єкт дійсно є чорною дірою, та дозволяє отримати цінні відомості про роботу таких гігантів, які, як вважається, знаходяться у центрі більшості галактик. Зображення було отримано за допомогою всесвітньої мережі радіотелескопів Телескоп горизонту подій (EHT).

Про це розповідають в Національній радіоастрономічній обсерваторії (NRAO) США, передають OstanniPodii.com

Отримане зображення – довгоочікуваний погляд на масивний об′єкт, який знаходиться у самому центрі нашої галактики. Раніше вчені вже бачили, як зорі обертаються навколо чогось невидимого, компактного та дуже масивного у центрі Чумацького Шляху. Це наводило на думку, що цей об′єкт, відомий як Стрілець А* (Sgr A*), є чорною дірою, і отримане зображення дає перший прямий візуальний доказ цього.

Хоча ми не можемо побачити саму чорну діру, оскільки вона абсолютно темна, але навколо неї світиться газ, і це дозволяє її викрити: темна центральна область (так звана "тінь") оточена яскравою кільцеподібною структурою. Отриманий знімок зафіксував світло, викривлене потужною гравітацією чорної діри, яка у чотири мільйони разів масивніша за наше Сонце.

“Ми були приголомшені тим, наскільки добре розмір кільця узгоджується з передбаченнями загальної теорії відносності Ейнштейна”, - сказав науковий співробітник проєкту EHT Джеффрі Боуер з Інституту астрономії та астрофізики Academia Sinica в Тайбеї. “Ці безпрецедентні спостереження значно покращили наше розуміння того, що відбувається в самому центрі нашої галактики, і дають нове уявлення про те, як ці величезні чорні діри взаємодіють зі своїм оточенням”.

Результати роботи команди EHT були опубліковані у спеціальному випуску журналу The Astrophysical Journal Letters.

Оскільки чорна діра знаходиться на відстані близько 27 000 світлових років від Землі, на небі вона здається нам приблизно такого ж розміру, як булочка на Місяці. Щоб отримати її зображення, команда створила потужну систему Телескоп горизонту подій, яка об′єднала вісім радіообсерваторій по всій планеті в єдиний віртуальний телескоп "земного розміру". EHT спостерігав Sgr A* протягом декількох ночей, збираючи дані багато годин поспіль, подібно до використання тривалої експозиції на фотоапараті.

Найбільшим компонентом EHT став Атакамський великий міліметровий/субміліметровий масив (ALMA), який був фактично перетворений на єдину антену з ефективним діаметром 85 метрів.

Отримане зображення Sgr A* рушило слідом за опублікованим першим зображенням чорної діри, названої M87*, у центрі більш віддаленої галактики Мессьє 87.

Ці дві чорні діри виглядають напрочуд схожими попри те, що чорна діра нашої галактики більш ніж у тисячу разів менша розміром і менш масивна, ніж M87*. “У нас є два абсолютно різні типи галактик і дві дуже різні маси чорних дір, але поблизу краю цих чорних дір вони виглядають напрочуд схожими”, - говорить Сєра Маркофф, співголова наукової ради EHT і професор теоретичної астрофізики Амстердамського університету (Нідерланди). “Це говорить нам про те, що поблизу ці об’єкти керуються загальною відносністю, а будь-які відмінності, які ми бачимо далі, повинні бути спричинені відмінностями у матеріалі, що оточує чорні діри”.

Новини за подібною темою:

		Навколо Чумацького Шляху виявлено дивну зоряну систему
		Астрономи виявили крихітну чорну діру, яка неодноразово пробиває газовий диск більшої чорної діри
		Надмасивні чорні діри ненадовго прокидаються з глибокого сну завдяки подрібненим ними зорям

Це досягнення було набагато складніше, ніж для M87*, попри те, що Sgr A* знаходиться набагато ближче до нас. Вчений EHT Чи-Кван Чан з обсерваторії Стюарда, факультету астрономії та Інституту науки про дані Аризонського університету, США, пояснює: “Газ на околицях чорних дір рухається з однаковою швидкістю — майже як світло — навколо Sgr A* і M87*. Але там, де газу потрібно від кількох днів до декількох тижнів, щоб обігнути велику M87*, у набагато меншій Sgr A* він проходить орбіту за лічені хвилини, що означає, що яскравість і структура газу навколо Sgr A* швидко змінювалася під час спостережень колаборації EHT — це як спроба зробити чіткий знімок цуценя, яке швидко намагається наздогнати свій хвіст”.

Дослідникам довелося розробити нові складні інструменти, які враховували рух газу довкола Sgr A*. Якщо M87* була більш легкою та стабільною ціллю, і майже всі зображення виглядали однаково, то справа зі Sgr A* була інакшою. Зображення чорної діри Sgr A* являє собою середнє значення з різних зображень, отриманих командою, що дозволило вперше побачити гігант, прихований у центрі нашої галактики.

Ця робота стала можливою завдяки винахідливості більш ніж 300 дослідників з 80 інститутів у всьому світі, що входять до складу колаборації EHT. На додаток до розробки складних інструментів для подолання труднощів, пов′язаних із візуалізацією Sgr A*, команда працювала протягом п′яти років, використовуючи суперкомп′ютери для об′єднання та аналізу даних, одночасно збираючи безпрецедентну бібліотеку змодельованих чорних дір для порівняння з результатами спостережень.

Вчені особливо раді, що отримали зображення двох чорних дір абсолютно різних розмірів, що дає можливість зрозуміти, як вони порівнюються та контрастують. Вони також почали використовувати отримані дані для перевірки теорій та моделей поведінки газу навколо надмасивних чорних дір. Цей процес ще не до кінця вивчений, але вважається, що він відіграє ключову роль у формуванні та еволюції галактик.

"Тепер ми можемо вивчити різницю між цими двома надмасивними чорними дірами, щоб отримати нові цінні відомості про те, як відбувається цей важливий процес", - сказав учений EHT Кейічі Асада з Інституту астрономії та астрофізики Academia Sinica, Тайбей. "У нас є зображення двох чорних дір — однієї на великому та однієї на малому кінцях [шкали] надмасивних чорних дір у Всесвіті — тому ми можемо просунутися у вивченні поведінки гравітації в цих екстремальних умовах набагато далі, ніж будь-коли раніше".

Прогрес на EHT триває: велика спостережна кампанія у березні 2022 року включала більше телескопів, ніж коли-небудь раніше. Постійне розширення мережі EHT та значні технологічні вдосконалення дозволять вченим у найближчому майбутньому поділитися ще більш разючими зображеннями, а також відео з чорними дірами.

"Ці нові результати, отримані за допомогою EHT, хвилюють як з причини того, що вони показують, наскільки далеко просунулась астрономія, так і тому, що вони підтверджують, що ми ще багато чого не бачили та не змогли спостерігати та вивчати", - сказав д-р Тоні Біслі, директор NRAO.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Чумацький Шлях
• Чорні діри