Фотографии черных дыр: что они могут рассказать нам о Вселенной?

Не так давно идея сфотографировать черную дыру была столь же сомнительной, как и получить фото единорога. Теперь у ученых есть не одно, а два изображения пары разных сверхмассивных черных дыр.

«Теперь нет никаких сомнений в том, что мы впервые увидели черные дыры», - сказал Шеп Долеман, директор-основатель коллаборации телескопа «Горизонт событий», международной группы из более чем 100 ученых, возглавляемой Центром астрофизики Гарварда и Смитсоновским институтом. «Это рассвет новой эры в астрономии».

В этой новой эре ученые могут доказать или опровергнуть давние теории гравитации и относительности Эйнштейна или найти Землю 2.0.

Сфотографировать черную дыру еще сложнее, чем кажется. Чтобы получить изображения столь далеких объектов, «вам понадобится телескоп размером с Землю», - говорит Кари Хаворт, инженер и главный технический директор Центра астрофизики.

Вместо этого исследователи превратили Землю в гигантский телескоп, скоординировав отдельные аппараты, расположенные на Гавайях, в Чили, Мексике, Испании, Франции и других местах. Каждая команда должна была сделать снимок точно в одно и то же время. Поскольку черные дыры поглощают все, что оказывается слишком близко, даже свет, их невозможно увидеть. Но их мощная гравитация притягивает и сжимает близлежащий свет и мусор, создавая вращающийся газообразный вихрь, кишащий энергией и светом.

Это сияние можно увидеть и сфотографировать. Итоговая фотография, полученная командой EHT, представляет собой композит из снимков, сделанных каждым телескопом и сложенных один на другой. Чтобы объединить все эти данные - а это свет, запечатленный в очень точный момент времени, - учёным пришлось совершить еще один странный шаг. Команда каждого телескопа заморозила свой свет, сохранила его на жестких дисках (он слишком велик для передачи через Интернет) и переправила его на самолете в одно центральное место.

M87, первая черная дыра, получившая звездную обработку, примерно в 1000 раз больше звезды Стрельца А и гораздо стабильнее, но изображения получились почти одинаковыми, что стало переворотом для EHT и Альберта Эйнштейна. Черная дыра нашей галактики более суетлива, непоседлива, как ребенок, и сложнее получить чистую картину того, что постоянно меняется, говорит астрофизик Пол Тиде. Кроме того, между нами и звездой Стрельца А есть слой космических частиц, который немного затуманивает изображение.

По тому, как описываются черные дыры, можно предположить, что это ненасытные монстры, всасывающие в себя все, что есть в космосе, как слив в ванной. Это не совсем так. Хотя они являются самыми мощными объектами во Вселенной - по словам Долемана, черная дыра, образовавшаяся в результате сгибания Земли пополам, может питать Манхэттен в течение года - они не поглощают целые галактики, а просто искривляют пространство-время и смещают объекты с намеченных путей.

Это хорошая новость, поскольку команда EHT подозревает, что в центре каждой галактики находится сверхмассивная черная дыра. Но даже с этими новыми изображениями, сказал Тиде, «мы почти ничего о них не знаем». (На вопрос, почему черные дыры имеют форму пончика, он ответил: «Потому что они аппетитные»).

Для лучшего понимания Долеман хочет построить еще больший телескоп, установив еще одно устройство для получения изображений на спутнике, вращающемся вокруг Земли. Он также надеется снять нечто более захватывающее, чем фотография черной дыры: фильм о черной дыре.

«Если бы мы могли засекать время на орбитах материи, это была бы совершенно другая проверка теории Эйнштейна», - сказал он.