Блоги
Фотография тени черной дыры стала главным научным прорывом 2019 года по версии журнала Science

Фотография тени черной дыры стала главным научным прорывом 2019 года по версии журнала Science

Фотография тени черной дыры стала главным научным прорывом 2019 года по версии журнала Science


Журнал Science назвал главным научным прорывом 2019 года первую в истории фотографию тени черной дыры, полученную коллаборацией Event Horizon Telescope при помощи глобальной сети телескопов. Об этом говорится в сообщении на сайте издания.

Отметим, что черные дыры были предсказаны более ста лет назад в рамках Общей теории относительности, однако долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования, и лишь недавно, благодаря развитию методик наблюдений и обработки данных, ученые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной: в апреле этого года коллаборация EHT (Event Horizon Telescope) опубликовала первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики M87, расположенной на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Солнца.

Под «тенью» черной дыры подразумевается особый регион в ее окрестностях, где можно увидеть границу ее горизонта событий, то есть границу той зоны, попав в которую, ни свет, ни любой материальный объект вырваться из нее уже не может.

На данной gif-анимации показан путь фотонов, двигающихся по направлению к наблюдателю от сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Основная масса фотонов, условно приходящих от черной дыры, испускается ее аккреционным диском — вращающимися вокруг нее частицами газа и пыли, которые, двигаясь с огромной скоростью, трутся друг об друга и разогреваются до сверхвысоких температур, из-за чего начинают исключительно сильно светиться. При этом до Земли долетают не все фотоны, а только те, которым посчастливилось обогнуть сферу горизонта событий, несмотря на притяжение со стороны черной дыры, и устремиться к наблюдателю. Фотоны, пересекшие границу данной сферы, остаются в ней и для внешнего наблюдателя пропадают из виду — вследствие этого сфера горизонта событий кажется для нас «черным провалом» на ярком фоне, а кроме того, по этой причине запечатлеть на фото то, что находится «внутри» горизонта событий, включая непосредственно саму черную дыру, не представляется возможным.

В общей сложности в исследовании EHT участвовали восемь обсерваторий, расположенные в разных уголках земного шара и работавшие как один единый телескоп, функционирующий на длине волны 1,3 миллиметра. Благодаря этому астрономам удалось достичь огромного по нынешним технологическим меркам углового разрешения 20 микросекунд.

«Видеть — значит верить. Этот снимок — не просто выдающийся пример научных прорывов. Скептики часто закатывают глаза, когда слышат, как ученые рассказывают о существовании неких процессов или объектов, которые нельзя увидеть. Теперь у них появилась возможность лицезреть один из подобных объектов, который играет важнейшую роль в эволюции галактик», — заявил главный редактор Science Голден Торп.

Помимо чисто визуальной ценности, данный снимок несет и научную. Так, фотография позволила ученым установить, что форма запечатленной тени в целом соответствует предсказанной Общей теорией относительности и тем самым подтверждает ОТО. Также при помощи изображения тени ученые сумели более точно рассчитать параметры сверхмассивной черной дыры в галактике М87, такие как ее масса и угловой момент. Наконец, используя данные, стоящие за снимком, астрономы уточнили ограничение на массу частиц темной материи, исключив легкие аксионы с массами в диапазоне между 8,5×10−22 и 4,6×10−21 электронвольт.

«Это был великий год для науки, но что может быть удивительнее, чем увидеть черную дыру? Это звучит как магия, но это был поистине удивительный подвиг командной работы и технологий», — комментирует Тим ​​Аппенцеллер, новостной редактор Science.

«Первое изображение тени черной дыры — самый что ни на есть научный прорыв. Думаю, Альберт Эйнштейн и Карл Шварцшильд — ученые, чьи работы сто лет назад заложили основу современной концепции черных дыр, — были бы рады узнать, что их суждения касательно черных дыр подтвердились», — отметил, в свою очередь, ученый Авраам Леб, заведующий кафедрой астрономии Гарвардского университета.

Напоследок добавим, что по итогам голосования, проведенном среди читателей журнала Sciencе, открытием года, однако, стало обнаружение останков денисовского человека не в Денисовой пещере. Второе место заняли препараты для лечения лихорадки Эбола, а изображение тени черной дыры заняло лишь третье место, набрав 15% от общего числа голосов.

Источник: N+1

  • В следующем году участники консорциума Event Horizon Telescope собираются продолжить наблюдения за черными дырами. Как метко указал в связи с этим астрофизик Роджер Блэндфорд из Стэнфордского университета, «полученный в этом году триумфальный снимок тени черной дыры знаменует собой начало, а не кульминацию, исследовательского проекта [EHT]».
  • В мае этого года глава EHT Шепард Дойлеман посетил конференцию TED, где у него взял интервью главный куратор мероприятия Крис Андерсен. Видеозапись беседы, целиком посвященной фотографии тени черной дыры, опубликована на YouTube.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: