Сенсація

Чорну діру у центрі Чумацького Шляху роздивились до «найменших» дрібниць

Астрономи отримали рекордно детальне зображення об’єкта Sgr A*. Це надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху і диск речовини, яка падає на неї.

Про досягнення розповідає наукова стаття, опублікована великою групою авторів у виданні Astrophysical Journal, пише Phys.org.

Вчені дуже цікавляться чорними дірами взагалі і надмасивними зокрема. Ці екстремальні об’єкти допомагають перевірити передові теорії гравітації і взагалі з’ясувати поведінку матерії в умовах, недосяжних в земних лабораторіях.

Найближча до Землі відома надмасивна чорна діра розташована в центрі Галактики. Для того щоб отримати якомога більш детальні її зображення, створено мережу радіотелескопів EHT. Кінцевою метою проекту є безпосереднє спостереження горизонту подій (умовно кажучи, «поверхні» чорної діри) і її так званої тіні. Тінь – це темна область на яскравому тлі, яка виникає через вплив гравітації об’єкта на фотони, які рухаються повз неї. Згідно з деякими дослідженнями, саме форма тіні дозволить відрізнити чорну діру від порталу в віддалені області Всесвіту – кротові нори.

Дані, про які йде мова в новій статті, були отримані мережею EHT, коли до неї вперше був підключений чилійський 12-метровий радіотелескоп APEX. Спостереження були проведені в 2013 році, наступні роки пішли на обробку даних.

EHT –  це інтерферометр, система з двох антен, розташованих на кінцях відрізка L (він називається базою інтерферометра), які здатності розрізняти тонкі деталі, як один телескоп з діаметром дзеркала L. Тобто, умовно кажучи, можна спорудити «антену» розміром в тисячі кілометрів. Це називається радіоітерферометріей з наддовгими базами (РНДБ).

У реальності, правда, все складніше. Така система одержує не повноцінне зображення, а його фрагменти, прогалини між якими доводиться заповнювати за допомогою моделей. Тому бажано використовувати не дві антени, а кілька. Чим більше в мережі баз (відрізків, що з’єднують телескопи), що розрізняються за довжиною і / або напрямком, тим повніші будуть зібрані дані.

Без «Апекс» система EHT складалася з п’яти телескопів, розташованих на Гаваях, в Каліфорнії і Арізоні. Підключення чилійського телескопа відразу збільшило максимальну базу мережі майже вдвічі, приблизно до 10 тисяч кілометрів. До того ж антена, розташована в Південній півкулі, значно полегшила спостереження центру Галактики зважаючи на його розташування на небі.

«Ми багато працювали на висоті більше 5000 метрів, встановлюючи обладнання, щоб телескоп APEX був готовий до РСДБ-спостереженнями з довжиною хвилі 1,3 міліметра, – говорить співавтор дослідження Алан Рой (Alan Roy) з Інституту радіоастрономії імені Макса Планка в прес-релізі організації. – Ми пишаємося ефективністю APEX в цьому експерименті».

В результаті вдалося розгледіти в об’єкті Sgr A* деталі розміром 36 мільйонів кілометрів. Що, нагадаємо, майже в п’ять разів менше дистанції від Землі до Сонця, і це на відстані 26 тисяч світлових років від спостерігача. Це рекордна величина. Вона менша за передбачуваний діаметр акреційного диска і всього в три рази більша за радіус Шварцшильда, який умовно можна прийняти за розмір чорної діри.

Завдяки складній математичній обробці отриманих даних, автори побудували дві моделі джерела, які узгоджуються з новими спостереженнями. Згідно з однією з них, ми маємо справу з яскравим кільцем навколо відносно темного центру. В іншій мова йде про віддалену пряму, яка світиться,  сильно зміщену щодо центру зображення. Обидва варіанти показані на малюнку.

Дослідники ретельно перевірили отримані дані і переконалися, що вони відносяться саме до внутрішньої структурі джерела, а не до спотворень, внесених в сигнал міжзоряним середовищем.

«Міжзоряні мерехтіння, які в принципі можуть призвести до спотворення зображення, не є домінуючим ефектом на довжині хвилі 1,3 міліметра», – пояснює співавтор роботи Дімітріос Псалтіс (Dimitrios Psaltis) з Університету Арізони.

У майбутньому дослідники планують інтерпретувати зібрані дані, щоб з’яснити фізичні умови, що панують навколо чорної діри. Також вчені збираються отримати ще більш докладні зображення об’єкта. З 2017 року у складі мережі EHT працює знаменитий радіотелескоп ALMA, також розташований в Чилі. Так що в недалекому майбутньому нас, ймовірно, знову чекають цікаві новини.

Підпишіться на групу «СВІДОК» у Facebook

Loading...
Загрузка...