Під час пресконференції, організованої сьогодні Національним науковим фондом США разом з Event Horizon Telescope Collaboration, астрономи оприлюднили перше зображення надмасивної чорної діри в центрі нашої галактики Чумацький Шлях.

Цей результат дає переконливі докази того, що об’єкт справді є чорною дірою, і дає цінні підказки про роботу таких гігантів, які, як вважають, знаходяться в центрі більшості галактик. Зображення було створено глобальною дослідницькою групою під назвою Event Horizon Telescope, або EHT Collaboration, використовуючи спостереження всесвітньої мережі радіотелескопів.

Зображення являє собою довгоочікуваний погляд на масивний об’єкт, який знаходиться в самому центрі нашої галактики. Раніше вчені бачили зірки, які обертаються навколо чогось невидимого, компактного і дуже масивного в центрі Чумацького Шляху. Це дозволяло припустити, що цей об’єкт — відомий як Стрілець A (Sgr A, вимовляється «sadge-ay-star») — є чорною дірою, і сьогоднішнє зображення є першим прямим візуальним доказом цього.

Хоча ми не можемо побачити саму чорну діру, оскільки вона повністю темна, газ, що світиться навколо неї, виявляє характерну ознаку: темну центральну область (так звану «тінь»), оточену яскравою кільцеподібною структурою. Новий вигляд фіксує світло, зігнуте потужною гравітацією чорної діри, яка в чотири мільйони разів масивніша за наше Сонце.

«Ми були приголомшені тим, наскільки добре розмір кільця узгоджується з передбаченнями загальної теорії відносності Ейнштейна, — сказав вчений проєкт EHT Джеффрі Бауер з Інституту астрономії та астрофізики, Academia Sinica, Тайбей. — Ці безпрецедентні спостереження значно покращили наше розуміння про те, що відбувається в самому центрі нашої галактики, і запропонували нове уявлення, як ці гігантські чорні діри взаємодіють зі своїм оточенням».

Результати команди EHT опубліковані сьогодні в спеціальному випуску The Astrophysical Journal Letters.

Оскільки чорна діра знаходиться на відстані приблизно 27 000 світлових років від Землі, нам здається, що вона має на небі приблизно такий же розмір, як пончик на Місяці. Щоб уявити його, команда створила потужний Event Horizon Telescope, який об’єднав вісім наявних радіообсерваторій по всій планеті, щоб утворити єдиний віртуальний телескоп «розміром із Землю». EHT спостерігав Sgr A кілька ночей, збираючи дані протягом багатьох годин поспіль, подібно до використання тривалої експозиції на камері.

Прорив слідує за випуском у 2019 році спільною EHT першого зображення чорної діри під назвою M87 в центрі більш віддаленої галактики Messier 87. Дві чорні діри виглядають надзвичайно схожими, хоча чорна діра нашої галактики більш ніж у тисячу разів менша і менш масивна, ніж M87.

«У нас є два абсолютно різних типи галактик і дві дуже різні маси чорних дір, але поблизу краю цих чорних дір вони дивовижно схожі», — каже Сера Маркофф, співголова Наукової ради EHT та професор теоретичної астрофізики. в Університеті Амстердама, Нідерланди. « Це говорить нам, що загальна теорія відносності керує цими об’єктами зблизька, і будь-які відмінності, які ми бачимо далі, повинні бути пов’язані з відмінностями в матеріалі, який оточує чорні діри».

Це досягнення було значно складніше, ніж для M87, хоча Sgr A набагато ближче до нас. Вчений EHT Чі-Кван (“CK”) Чан з обсерваторії Стюарда та відділу астрономії та Інституту науки даних Університету Аризони, США, пояснює:

«Газ поблизу чорних дір рухається з однаковою швидкістю — майже так само швидко, як світло — навколо Sgr A і M87. Але газу потрібні від кількох днів до тижнів, щоб обернутися навкого M87, у випадку набагато меншого Sgr A він обертається за лічені хвилини. Це означає, що яскравість і структура газу навколо Sgr A швидко змінювалися, тому спостереження EHT Collaboration трохи нагадуювали спробу зробити чітке зображення цуценя, який швидко ганяється за своїм хвостом».

Дослідникам довелося розробити нові складні інструменти, які б пояснювали рух газу навколо Sgr A. Хоча M87 була легшою та стійкішою метою, майже всі зображення виглядали однаково, для Sgr A цього не було. Зображення чорної діри Sgr A є середнім з різних зображень, отриманих командою, і, нарешті, вперше показує гіганта, що ховається в центрі нашої галактики.

Ці зусилля стали можливими завдяки винахідливості понад 300 дослідників із 80 інститутів по всьому світу, які разом складають EHT Collaboration. Окрім розробки складних інструментів для подолання проблем, пов’язаних зі створенням зображень Sgr A, команда ретельно працювала протягом п’яти років, використовуючи суперкомп’ютери для об’єднання та аналізу своїх даних, і при цьому складала безпрецедентну бібліотеку змодельованих чорних дір для порівняння зі спостереженнями.