Наблюдения за горизонтом событий черной дыры Млечного Пути наметили на апрель

Международный проект Event Horizon Telescope начнет сеанс наблюдений за черными дырами в центре Млечного Пути и в центре галактики M87 5 апреля 2017 года. В наблюдениях примут участие восемь радиотелескопов, расположенных в Антарктиде, Северной и Южной Америке и Европе. Вместе они сформируют интерферометр, разрешение которого эквивалентно телескопу, размером с Землю. Ученые надеются зафиксировать структуры в потоках газа вокруг черной дыры и, возможно, оценить размеры ее горизонта событий. Это позволит проверить работоспособность Общей теории относительности в экстремальных условиях. Об этом сообщает Science.

Черные дыры — сверхмассивные и сверхплотные объекты, гравитация которых настолько сильна, что даже свет не может их покинуть, испытывая бесконечное красное смещение. Все существующие наблюдения черных дыр в той или иной степени косвенны — например, часть из них основана на оценке скоростей движения звезд и газа вокруг сверхплотных объектов в центрах галактик. В сентябре 2015 года коллаборация LIGO-Virgo зафиксировала сигнал гравитационных волн, порожденных слиянием двух черных дыр. 

Задача EHT — зафиксировать «тень черной дыры» напрямую, а также визуализировать потоки материи вокруг объекта. Это требует огромного разрешения — несмотря на массу в 4 миллиона Солнц, черная дыра в центре нашей Галактики имеет радиус всего лишь порядка 24 миллионов километров (в два раза уже орбиты Меркурия). Расстояние до нее при этом составляет 26 тысяч световых лет. Эти наблюдения эквивалентны попытке разглядеть с Земли CD-диск на поверхности Луны. По оценкам ученых, чтобы добиться такого разрешения нужен телескоп-интерферометр с апертурой порядка 10 тысяч километров. 

Создание столь огромной системы возможно благодаря методам синтезированной апертуры — одновременной съемки объекта несколькими удаленными друг от друга телескопами. В наблюдениях проекта будут использоваться ALMA (Чили), Большой миллиметровый телескоп (Мексика), субмиллиметровый телескоп, радиотелескопы на Гавайских островах и на Южном полюсе. 

Окно наблюдений продлится 10 ночей — с 5 по 14 апреля. Астрономы надеются собрать данные за пять ночей — успех зависит от погодных условий. На обработку данных, по словам ученых, уйдет порядка года. Для этого исследователи уже подготовили программное обеспечение и даже смоделировали картину, которую они ожидают увидеть.

Ранее часть системы EHT уже объединялась для совместных наблюдений за черными дырами. Так, телескопы Гавайских островов, Мексики, а также Калифорнии и Аризоны наблюдали магнитные поля вблизи черной дыры в нашей Галактике, а также детали центральной области галактики М87. Разрешение новых наблюдений проекта будет значительно выше.

Стоит отметить, что EHT обладает не самой большой синтезированной апертурой среди систем радиотелескопов. Международный проект «РадиоАстрон» включает в себя 10-метровый космический радиотелескоп, способный работать вместе с наземными телескопами, создавая апертуры в несколько сотен тысяч километров. «РадиоАстрон» уже наблюдал Стрелец А* (радиоисточника, ассоциированного с центром нашей Галактики) в сентябре 2015 года, исследователи надеются восстановить его внутреннюю структуру, спрятанную за пятном рассеяния. Подробнее о проекте можно прочитать в серии интервью (1, 2) Зеленого кота.

Владимир Королёв