ДУШАНБЕ, 12 апр — Sputnik. Юрий Ковалев, заведующий лабораториями в ФИАН и МФТИ, рассказал, почему первые фотографии "тени" сверхмассивной черной дыры важны для науки и назвал причины того, почему ученым пока не удалось получить аналогичные снимки для объекта Sgr A* в центре Млечного Пути, пишет РИА Новости.
"Я глубоко рад за коллег из проекта Event Horizon Telescope. Это действительно очень важный результат. В чем-то его можно сравнить с открытием гравитационных волн, произошедшим четыре года назад. Не будем обсуждать, какое из них важнее, но и то и другое не только подтверждает наше понимание основ мироздания, но и станет фундаментом для будущих исследований", — заявил астрофизик.
Астрономы впервые точно измерили скорость вращения черной дыры
В среду астрономы из проекта Event Horizons Telescope, где были объединены мощности самых чувствительных миллиметровых радио-обсерваторий мира в Чили, Испании, Калифорнии, в Аризоне, на Гавайских островах и даже на южном полюсе Земли, объявили об "эпохальном открытии".
Им удалось получить первые фотографии так называемой "тени" сверхмассивной черной дыры, расположенной в центральной части галактики M87 в созвездии Девы. Так ученые называют особую область пространства в окрестностях черной дыры, где будет возникать своеобразное "отражение" ее горизонта событий благодаря эффекту гравитационного линзирования.
По сравнению с размерами диска аккреции — "бублика" из перемолотой материи, которую постепенно поглощает черная дыра — она будет очень небольшой.
При этом ее можно увидеть в особенно крупный и чувствительный радиотелескоп при достаточно большой массе объекта – черная дыра в центре M87 тяжелее Солнца примерно в 6,5 миллиарда раз, а также небольшом расстоянии до него — 53 миллиона световых лет — и определенной доле удачи.
По следам Эйнштейна
Как предсказывает теория относительности, тень черной дыры будет похожа на темный круг, окруженный полумесяцем из яркого света. Далеко не все ученые были в прошлом согласны с подобными оценками, считая, что объекты в центрах галактик могут иметь более экзотическую природу или не существовать в принципе.
Снимки, полученные в рамках EHT, разрешили эти споры, в целом подтвердив предсказания Эйнштейна, что Хайно Фальке, один из лидеров проекта в Европе, назвал началом "новой эпохи" в истории астрономии в целом и изучения черных дыр в частности.
Человечество впервые увидело "тень" черной дыры
"Уже десятки лет все астрофизики и другие ученые, изучающие тайны Вселенной практически ежедневно используют понятие "черная дыра" в своей работе. Никто не сомневается в том, что существуют как черные дыры звездной массы, так и сверхмассивные объекты в центре Млечного Пути и других галактик. Они давно стали базой для многих теорий", — продолжает Ковалев.
Как отмечает астрофизик, проблема заключалась в том, что до настоящего времени мы не видели черных дыр и их главного проявления в окружающем мире, которое позволяет отличить их от других экзотических объектов – горизонта событий.
"Проверка того, что в центрах галактик действительно есть объекты, обладающие горизонтом событий, была главной задачей EHT. Именно так мы могли подтвердить те теории, на которых строится наше понимание устройства Вселенной. Теперь мы можем задуматься о решении следующей важнейшей задачи — проверке общей теории относительности в сильном гравитационном поле, наблюдая за поведением излучения в непосредственной окрестности горизонта событий", — пояснил ученый.
При этом, как подчеркнул Ковалев, те данные, которые получили участники Event Horizons Telescope и представили в минувшую среду, очень ограниченно можно использовать для подобных проверок. Для этого необходимы более точные и детальные замеры, которые можно пока провести только для одного объекта.
"Важно, что при объявлении открытия коллеги говорили только об одном объекте – сверхмассивной черной дыре в галактике M87. Они не упоминали второй, еще более интересный объект наблюдений, который изначально был одной из двух целей EHT. Речь идет об Sgr A*, черной дыре в центре нашей Галактики", — отметил исследователь.
Этот выбор двух кандидатов не случаен. За прошлые десятилетия ученые достаточно точно измерили массу черных дыр и в центре Млечного Пути, и в центре M87.
Эти оценки были нужны для вычисления размеров их "теней", оказавшихся достаточно большими для того, чтобы их мог увидеть "виртуальный" радиотелескоп размером с Землю на длине волны в 1,3 миллиметра.
Ученые выяснили, где рождаются самые мощные вспышки света во Вселенной
Как считает российский астрофизик, то, что участники Event Horizons Telescope получили фотографию "тени" сверхмассивной черной дыры в созвездии Девы и представили ее на пресс-конференциях, но ничего не рассказали о наблюдениях за Sgr A*, говорит о том, что им не удалось увидеть ореол вокруг центра Галактики.
Космическая удача
"Означает ли это, что в центре Млечного Пути нет черной дыры? Это крайне сомнительно. Скорее всего, у этой неудачи есть две причины, с которыми мы уже столкнулись во время работы "Радиоастрона". Эти проблемы, как мы предположили, будут важны для поисков тени объекта в созвездии Стрельца", — объясняет Ковалев.
Дело в том, что российский наземно-космический интерферометр "Радиоастрон" шесть лет назад столкнулся с необычным свойством межзвездной среды во время наблюдений за пульсарами, о котором раньше ученые не подозревали.
Астрофизики выяснили, как можно "сбежать" из черной дыры
Оказалось, что когда разрешение и размеры этого виртуального радиотелескопа становятся достаточно высокими, пульсары перестают быть похожими на яркие пятна и точки.
Их излучение рассыпается на набор "игл" из-за взаимодействия с "линзами", сгустками межзвездной плазмы, на пути к нашей планете. Еще тогда, как отметил Ковалев, команда "Радиоастрона" предположила, что этот эффект будет мешать изучению центра Млечного Пути.
Вдобавок, этим наблюдениям, по его словам, может мешать и то, что в центре Млечного Пути постоянно происходят очень быстрые взрывные процессы, вспышки, которые длятся считанные мгновения по космическим меркам.
"Нужно понимать, что за те часы, когда телескопы собирают данные, синтезируя гигантский виртуальный телескоп, изображение той части Галактики, где находится центральная черная дыра, значимым образом меняется. Как я понимаю, это и была основная проблема, которая помешала команде EHT увидеть ее тень", — отмечает астроном.
Подобная неудача, по словам Ковалева, заметно ограничивает возможности ученых по проверке теории Эйнтшейна, так как Sgr A* пока остается единственной сверхмассивной черной дырой, чья масса известна человечеству с достаточно высокой точностью благодаря многолетним наблюдениям за соседними звездами.
Параллельные миры существуют, или Кто создал Вселенную
Такие наблюдения фактически невозможно провести для других галактик.
"Те результаты, которые сегодня есть у ученых, подтверждают существование черных дыр, построенных на базе Общей теории относительности, но не позволяют провести более тонкую ее проверку. Астрофизикам нужна именно черная дыра в центре Млечного Пути, чтобы двигаться дальше. Эту задачу, скорее всего, будут решать наземно-космические интерферометры. И коллеги активно обсуждают подобные планы", — отметил астрофизик.
Первые попытки провести подобные наблюдения уже проводились в рамках "Радиоастрона" в феврале 2013 года, когда российский орбитальный радиотелескоп "Спектр-Р" и ряд крупнейших наземных обсерваторий провели сессию наблюдений за центром галактики M87.
"Наш проект, "Радиоастрон" сделал много важных открытий, но он, к сожалению, не смог увидеть "тень" черной дыры. Почему? Угловое разрешение у нас было сравнимо или даже лучше, однако доступный нам диапазон радиоволн был в 10 раз длиннее, чем у EHT. В результате, нам помешало поглощение радиоволн в центре М87. Оно тем сильнее, чем ниже частота излучения", — объясняет Ковалев.
Эти результаты, как считает астрофизик, говорят о том, что центр галактики M87 просто не пропускает волны сантиметровой длины, с которыми работает "Радиоастрон".
Новые наземно-космические интерферометры, включая российский "Миллиметрон", работающие на более высоких частотах и учитывающие все "шишки", набитые и российскими и зарубежными телескопами, как надеется Ковалев, решат эту задачу.
Именно они сделают действительно новый "эпохальный шаг", как выражались участники EHT, получив первые фотографии тени черной дыры в центре Млечного пути.
