Первое изображение черной дыры здесь

В центре Мессье 87, массивной галактики в соседнем скоплении галактик Дева, существует сверхмассивная черная дыра. Названный M87, этот всепоглощающий регион пространства-времени расположен на расстоянии более 55 миллионов световых лет от Земли и, по оценкам, имеет светососущее ядро, в 6, 5 миллиардов раз больше массы Солнца.

Впервые у нас есть «образ» этого небесного монстра, и у него даже есть имя: Powehi, что означает «украшенное бездонное темное творение». Поразительное имя было совместным усилием астрономов и профессора языка Гавайского университета Ларри Кимуры.

«Это огромный день в астрофизике», - говорится в заявлении директора NSF Франции Кордовы. «Мы видим невидимое. Черные дыры пробуждали воображение на протяжении десятилетий. Они обладают экзотическими свойствами и загадочны для нас. Однако, благодаря большему количеству наблюдений, подобных этому, они открывают свои секреты. Именно поэтому существует NSF. Мы предоставляем возможность ученым и инженерам осветить неизвестное, раскрыть тонкое и сложное величие нашей вселенной ".

Как сказал The Guardian в 2017 году астроном Манчестерского университета Тим Маклоу, полученное изображение - это не просто прямая фотография черной дыры, а изображение ее тени.

«Это будет изображение его силуэта, скользящего на фоне свечения радиации сердца Млечного Пути», - сказал он. «Эта фотография впервые покажет контуры черной дыры».

Гигантская эллиптическая галактика Мессье 87 появляется на этом очень глубоком изображении. Фотография сверхмассивной черной дыры в центре этой галактики была недавно сделана международной группой исследователей. (Фото: Крис Михос, Case Western Reserve University / ESO / Wikimedia)

Несмотря на свой сверхмассивный размер, M87 находится достаточно далеко от нас, чтобы поставить огромную задачу для захвата любого телескопа. По словам Природы, для выполнения этого потребуется нечто с разрешением более чем в 1000 раз лучше, чем космический телескоп Хаббла. Вместо этого астрономы решили создать что-то большее - намного большее.

В апреле 2018 года астрономы синхронизировали глобальную сеть радиотелескопов, чтобы наблюдать непосредственное окружение M87. Вместе, как вымышленный робот-персонаж Voltron, они объединились, чтобы сформировать телескоп Event Horizon (EHT), виртуальную обсерваторию размером с планету, способную захватывать беспрецедентные детали на больших расстояниях.

«Вместо того, чтобы построить телескоп, такой большой, что он, вероятно, рухнет под собственным весом, мы объединили восемь обсерваторий, подобно кусочкам гигантского зеркала», - Майкл Бремер, астроном из Международного исследовательского института радиоастрономии (IRAM), и проект Менеджер телескопа «Горизонт событий», как говорят в то время. «Это дало нам виртуальный телескоп размером с Землю - около 10 000 километров (6200 миль) в диаметре».

Требуется деревня (телескопов)

Участвующие местоположения радиотелескопов, которые синхронизировались, чтобы сформировать телескоп Event Horizon размером с планету. (Фото: Европейская Южная Обсерватория)

В течение нескольких дней, привязанные друг к другу с помощью исключительной точности атомных часов, радиотелескопы собирали огромное количество данных на M87.

По данным Европейской южной обсерватории, ее массив Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA), участвующий в телескопе Event Horizon, записал только одну петабайтную (1 миллион гигабайт) информацию о черной дыре. Слишком большие для отправки по Интернету физические жесткие диски отправлялись через самолет и вводились в вычислительные кластеры (называемые корреляторами), расположенные в обсерватории Хейстек в Массачусетском технологическом институте в Кембридже, штат Массачусетс, и в Институте радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне, Германия.

И тогда исследователи ждали. Первым препятствием на пути обработки изображения стал восьмой участвующий радиотелескоп, размещенный в Антарктике. Поскольку с февраля по октябрь полеты невозможны, окончательный набор данных, снятый телескопом Южного полюса, был буквально помещен в холодное хранилище. 13 декабря 2017 года он наконец прибыл в обсерваторию Хейстек.

«После того, как диски прогреются, они будут загружены в диски воспроизведения и обработаны данными с других 7 станций EHT для создания виртуального телескопа размером с Землю, который связывает блюда с Южного полюса, с Гавайями, Мексикой, Чили, Аризоной, и Испания, - объявила команда в декабре 2017 года. - Для сравнения сличений потребуется около 3 недель, после чего может начаться окончательный анализ данных EHT за 2017 год!

Этот окончательный анализ охватил весь 2018 год, когда исследовательская группа из 200 человек тщательно изучала собранные данные и учитывала любые источники ошибок (турбулентность в атмосфере Земли, случайные шумы, паразитные сигналы и т. Д.), Которые могут ухудшить изображение горизонта событий., Им также пришлось разработать и протестировать новые алгоритмы для преобразования данных в «карты радиоизлучений на небе».

Как сказал Шеп Доулман, директор EHT, в обновлении от мая 2018 года, этот процесс был настолько трудоемким, что астрономы стали называть его «окончательным с отсроченным удовлетворением».

По данным NSF, собранные данные имели размер более 5 петабайт и содержали более полтонны жестких дисков.

Общая теория относительности Эйнштейна проходит еще одно большое испытание

Фотография крупного плана черной дыры в сердце Мессье 87 (фото: Национальный научный фонд).

По словам исследователей, форма тени черной дыры является еще одним аспектом теории относительности Эйнштейна.

«Если мы погрузимся в яркую область, как диск из светящегося газа, мы ожидаем, что черная дыра создаст темную область, похожую на тень - что предсказывает общая теория относительности Эйнштейна, чего мы никогда раньше не видели», - объяснил председатель EHT. Научный совет Хейно Фальке из Университета Радбуда, Нидерланды. «Эта тень, вызванная гравитационным изгибом и захватом света горизонтом событий, многое раскрывает о природе этих захватывающих объектов и позволила нам измерить огромную массу черной дыры M87».

Теперь, когда изображение было раскрыто, его существование, вероятно, только углубит вопросы и трепет вокруг этих загадочных астрономических явлений. Одна только чистая разработка, которая дала начало этому историческому моменту, является достаточной причиной, чтобы праздновать.

«Мы достигли того, что считалось невозможным всего поколение назад», - говорит директор проекта EHT Шеперд С. Доулман из Центра астрофизики | Гарвард & Смитсоновский сказал. «Прорыв в технологии, связи между лучшими в мире радиообсерваториями и инновационные алгоритмы собрались вместе, чтобы открыть совершенно новое окно в черные дыры и горизонт событий».

Примечание редактора: эта статья была дополнена новой информацией с момента ее первого опубликования в январе 2018 года.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ