Учёные впервые увидели тень от чёрной дыры

11 April 2019

Как и ожидалось, сегодня команда проекта Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) сообщила о первом в истории успешном наблюдении тени чёрной дыры!

Вот так выглядит тень от чёрной дыры, как её зарегистрировал проект EHT © EHT Collaboration
Вот так выглядит тень от чёрной дыры, как её зарегистрировал проект EHT © EHT Collaboration

Разглядеть её удалось у сверхмассивной дыры в центре активной галактики M87. Эта гигантская эллиптическая галактика одна из самых массивных в нашей окрестности, а чёрная дыра в её центре — одна из самых тяжёлых, известных астрономам, массой около 6,5 млрд масс Солнца. Для сравнения чёрная дыра в центре Млечного пути примерно в тысячу раз легче.

При этом из-за приблизительно пропорциональной разницы в расстояниях до этих чёрных дыр, их угловые размера на небосводе практически совпадают и составляют около 7–10 микросекунд дуги. Это и сделало их главными целями стартовавшего в 2017 году проекта EHT.

Проект представляет собой сеть из восьми телескопов радио- и миллиметрового диапазона, разбросанных по всему земному шару, но работающих совместно в режиме единого интерферометра на длине волны 1,3 мм.

Тень от чёрной дыры — это видимое снижение яркости её свечения в центре, связанного с сильным искривлением траекторий фотонов вблизи дыры, а также отсутствием стабильных орбит в нескольких радиусах Шварцшильда от неё. При этом угловой размер тени по расчётам должен в несколько раз превышать размер самой чёрной дыры. Так, для M87 тень должна составлять примерно 42 микросекунды дуги.

Пути фотонов в окрестности черной дыры. © Nicolle R. Fuller/NSF
Пути фотонов в окрестности черной дыры. © Nicolle R. Fuller/NSF

За счёт использования сверхточных атомных часов и, как следствие, высокой степени синхронизации, а также относительно малой длины волны проект EHT достиг углового разрешения в 20 микросекунд. Этого хватило, чтобы надёжно измерить снижение яркости у чёрной дыры M87. Более того, рассчитанная по результатам наблюдений форма тени в целом похожа на ту, что рассчитывается для чёрной дыры Керра в рамках Общей теории относительности.

А вот так выглядит тень от чёрной дыры в численном моделировании. © Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University
А вот так выглядит тень от чёрной дыры в численном моделировании. © Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University

Источник: ESO