Event Horizon Telescope: снимки чёрных дыр
Как сеть радиотелескопов размером с Землю сфотографировала тени чёрных дыр в галактике M87 и в центре Млечного Пути, что на снимках видно и чего не видно.
Чёрная дыра сама света не излучает, но её можно увидеть на фоне светящегося вещества вокруг неё («Чёрные дыры»). Это сделал Event Horizon Telescope (EHT) — не один прибор, а согласованная работа радиотелескопов на разных континентах.
Как это работает
Чтобы различить объект такого углового размера, нужен телескоп размером с планету. EHT создаёт его методом радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой: телескопы одновременно наблюдают одну цель на длине волны около 1,3 мм, записывают сигнал с очень точными атомными часами, а потом данные объединяют на компьютере («Радиоастрономия»). В кампании 2017 года участвовали восемь обсерваторий в разных частях Земли, в том числе ALMA. Данные с каждой записывали на диски и физически везли в центры обработки: передать их по сети было невозможно.
M87*
10 апреля 2019 года коллаборация показала первое изображение чёрной дыры — в центре гигантской эллиптической галактики M87 в 55 млн световых лет от нас. Масса дыры — около 6,5 млрд масс Солнца («Сверхмассивные чёрные дыры»). На снимке — яркое асимметричное кольцо вокруг тёмной области: тень дыры. Кольцо ярче с одной стороны, потому что вещество в диске движется к нам и излучение усиливается («Эффект Доплера»). Размер тени согласуется с предсказанием общей теории относительности («Теория относительности»).
Стрелец A*
12 мая 2022 года опубликовали изображение чёрной дыры в центре нашей Галактики, до которой около 26 тыс. световых лет («Млечный Путь»). Её масса — порядка 4 млн масс Солнца, поэтому изменения вещества вокруг неё происходят за минуты, а не за дни, и снимок получить было сложнее: нужно было усреднить меняющуюся картину. В итоге тоже получилось кольцо; сходство двух объектов при разнице масс в 1500 раз считают подтверждением теории.
Что дальше
- Поляризация. Снимки в поляризованном свете показали структуру магнитного поля вокруг обеих дыр (M87* — в 2021 году, Стрелец A* — в 2024-м) («Магнитные поля»).
- Повторные кампании. Наблюдения 2018 года показали, что кольцо M87* осталось того же размера, а яркое место сместилось: это ожидаемо при вращении вещества.
- Следующее поколение. Проекты добавления новых телескопов и космических станций позволят получать не снимки, а «фильм» о движении вещества.