Телескоп Джеймса Клерка Максвелла, один из трех телескопов, предоставляющий новаторские данные о далекой черной дыре, находится на вершине Мауна-Кеа на Гавайях. Фото Ник Шиманек
Точка невозврата была обнаружена наконец. В пятидесяти миллионах световых лет от Земли, в самом сердце галактики Мессье-87, черная дыра, которая в шесть миллиардов раз массивнее Солнца, предоставила ученым первое измерение того, что известно как «горизонт событий», то есть точка за пределами которого материя навсегда теряется в черной дыре.
«Как только объекты падают через горизонт событий, они теряются навсегда», - говорит Шеп Доулман, научный сотрудник Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики и ведущий автор статьи, опубликованной в Science Express.
Черные дыры - самые плотные объекты во вселенной. «Там настолько сильная гравитация, что не только материя может пересечь горизонт событий и попасть в черную дыру, но даже фотон света», - говорит соавтор Джонатан Вайнтрауб, также работающий в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики. «Существует некоторый парадокс в утверждении, что мы измерили черную дыру, потому что черные дыры черные. Мы измеряем свет или, в нашем случае, радиоволны »вокруг черной дыры, а не самой черной дыры.
Эта черная дыра является одной из двух самых больших в небе, согласно опубликованной в сентябре 2011 года статье под названием «Размер области запуска струи в M87», в которой описывается, как можно проводить измерения горизонта событий.
Описанные в статье «Структура, запускаемая струями вблизи сверхмассивной черной дыры в M87», эти струи состоят из «релятивистских частиц, которые могут простираться на сотни тысяч световых лет, обеспечивая важный механизм для перераспределения вещества и энергии». в больших масштабах, которые влияют на эволюцию галактики ». Изображение NASA и Hubble Heritage Team STScI / AURA
По словам Вайнтрауба, помимо того, что фантастически, ошеломляюще странно, черные дыры также являются полезными объектами для изучения, особенно те десять процентов, которые демонстрируют так называемые струи или всплески материи, преобразуемые в энергию, когда массы приближаются к горизонту событий, Поддержанные общей теорией относительности Эйнштейна, эти струи обеспечили излучение, необходимое команде Вайнтрауба для его измерений.
Используя объединенные данные с радиотелескопов на Гавайях, в Аризоне и Калифорнии, исследователи создали «виртуальный» телескоп, способный захватывать в 2000 раз больше деталей, чем космический телескоп Хаббла. На этом уровне детализации исследователи смогли измерить так называемую «самую внутреннюю стабильную круговую орбиту» вещества вне черной дыры, а также горизонт событий M87. Если горизонт событий - это дверь в черную дыру, то внутренняя устойчивая круговая орбита подобна крыльцу; после этой точки тела начнут двигаться по спирали к горизонту событий.
«Мы надеемся добавить больше телескопов», - говорит Вайнтрауб. «Это действительно то, что нам нужно сделать, чтобы начать создавать новые изображения и понять, что, черт возьми, происходит у основания самолета».
В качестве пояснения относительно того, что на самом деле команда сделала, Вайнтрауб говорит: «Я видел заголовки, в которых говорилось, что мы сделали изображение черной дыры - мы на самом деле не делали изображение чего-либо, и если мы сделали изображение, это будет картина излучения в непосредственной близости от черной дыры, потому что черная дыра черная ».
В то время как появление черных дыр может быть простым для описания (они черные), их поведение быстро становится странным, и это именно то блестящее обещание, которое ждет на горизонте событий.
«Черные дыры интересны, - говорит Вайнтруб, - потому что одна из вещей, которые Эйнштейн предсказывает в своей теории общей теории относительности, заключается в том, что излучение излучает свет». По правде говоря, Вайнтураб продолжает, Эйнштейн утверждал, что гравитация массивных объектов (включая черные дыры) ) фактически изгибает пространство, через которое проходит свет.
Как говорит Вайнтроб: «Гравитация изгибает саму ткань пространства, а интенсивная гравитация сильно изгибает ткань пространства».
По мере того, как виртуальный телескоп распространяется на другие объекты в Чили, Европе, Мексике, Гренландии и на Южном полюсе, Вайнтураб говорит, что они смогут создавать более детальные изображения в течение примерно пяти лет. «Когда мы начнем создавать изображения, - говорит он, - мы сможем увидеть, является ли излучение, которое допускает черная дыра, « линзовым »или изогнутым, как предсказывал Эйнштейн.
Между тем, здесь, в Млечном Пути, все одинаково интересно по разным причинам. Хотя черная дыра в центре нашей галактики - это то, что Вайнтруб называет «тихой» и в ней нет струи, в сентябре этого года исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики обнаружили газовое облако с возможностями формирования планет, направленное к черной дыре Млечного пути.
