рэмікс з выявы ветлівасці CC-BY-SA ESO (праз Wikimedia Commons)

Фотаздымак чорнага адтуліны

Ці, як зрабіць тэлескоп такім вялікім, як свет

Гэта ён. Першы вобраз, які калі-небудзь быў зроблены з любой чорнай дзіркі.

Магчыма, спачатку гэта не выглядае эфектна, але лічыце, што гэтая чорная дзірка не толькі на адлегласці 55 мільёнаў светлавых гадоў ад нас, але і чорныя дзіркі па сваёй прыродзе нябачныя! (Гэта таму, што іх гравітацыйная цяга настолькі моцная, што нават святло не можа пазбегнуць іх.)

Менавіта таму на працягу многіх гадоў астраномы лічылі, што выяву чорнай дзіркі немагчыма атрымаць.

Яны памыляліся.

У тэорыі мы не можам сфатаграфаваць чорную дзірку, таму што проста немагчыма зрабіць здымак таго, што не выпраменьвае і не адлюстроўвае святло.

Прыгледзьцеся, аднак. Тое, што вы бачыце на малюнку, не сама чорная дзірка, а дыск вакол яе. Вы ўбачыце чорнае космас, пярсцёнак з агнём, а потым яшчэ больш чорнае.

Вось чорная дзірка.

На гэтым малюнку чорная дзірка не бачная - і не павінна быць, калі нашы законы фізікі правільныя.

Само кольца існуе з-за з'явы, пры якой зорка занадта блізка да чорнай дзірцы і ўсмоктваецца ў яе.

З-за велізарнай колькасці гравітацыйнай сілы, якую аказвае чорная дзірка, зорка ўцягваецца, пакуль не застанецца кольца. Кольца называецца аккреционным дыскам, і гэта самая відавочная частка зробленага малюнка.

Але гэта не будзе назаўжды: чорная дзірка працягвае аказваць цягу, і праз пэўны час гэта кольца таксама з'есць.

Гісторыя пачынаецца з невялікай брыгады наватараў і заканчваецца тэлескопам, які непадобна на тое, што свет ніколі не бачыў.

Хоць у апошні час назіраецца вялікі прагрэс у тэхналогіі тэлескопаў, на зямлі не існуе ніводнага тэлескопа, які б сфатаграфаваў чорную дзірку. Яны проста занадта маленькія, каб зрабіць гэта!

Тэарэтычна для атрымання такога дазволу вам спатрэбіцца тэлескоп памерам з планету Зямля, і, відавочна, гэта немагчыма. Каб вырашыць гэтую праблему, яны сутыкнуліся з ідэяй, якая была сапраўды інавацыйнай: калі б адзін тэлескоп не мог зрабіць гэтую працу, то, магчыма, і многія.

Як аказалася, яны мелі рацыю.

Каманда выкарыстала глабальную сетку посуду для імітацыі тэлескопа такога памеру. Дванаццаць радыётэлескопаў, размешчаных у розных пунктах свету, знаходзіліся ў сінхранізацыі з магутнымі атамнымі гадзінамі. Кожны тэлескоп збіраў і запісваў радыёхвалі, якія ішлі побач з чорнай дзіркай. Затым гэтыя дадзеныя былі аб'яднаны з выкарыстаннем суперкампутараў для стварэння выявы чорнай дзіркі.

Гэтая праграма ўключала падтрымку многіх краін і была названа Тэлескоп "Гарызонт падзей" альбо EHT.

Гэта чорная дзірка на самай справе называецца звышмасіўнай чорнай дзіркай, якая жыве ў цэнтры галактыкі Messier 87. Гэта прыблізна ў 7 мільярдаў разоў, чым наша Сонца. Гэта каласальна ў параўнанні нават з іншымі звышмасіўнымі чорнымі дзіркамі.

Самая галоўная частка гэтай фатаграфіі - там, дзе ў цэнтры няма цёмнага круга, які ў шырыню складае каля 25 мільярдаў міль. Гэта фактычная чорная дзірка.

А на яе ўскрайку - месца, якое называецца гарызонт падзей, кропка вяртання. Як толькі вы перасякаеце гарызонт падзей, гравітацыя чорнай дзіры настолькі моцная, што вам не ўдасца пазбегнуць. Не вы, не самы хуткі касмічны карабель, нават не самая хуткая рэч у сусвеце: святло.

Шмат, шмат рэчаў трэба было зрабіць, каб захаваць гэты вобраз, дастаткова, каб гэта можна было лічыць цудам. Святло падарожнічаў каля 55 мільёнаў светлавых гадоў, не паглынаючыся газам і часціцамі. Толькі невялікая частка радыёхваліў, якія трапілі ў знешнюю атмасферу, на самай справе дасягаюць паверхні, бо большасць з іх паглынаецца альбо адлюстроўваецца. І каб гэтыя хвалі атрымалі EHT, надвор'е павінна было быць добрым і ясным на кожным з 12 тэлескопаў, у тым ліку і ў Антарктыдзе.

Гэта першая здыманая чорная дзірка, калі-небудзь зробленая, але яна, вядома, не апошняя.

Як пасля гэтага першага поспеху, каманда навукоўцаў EHT пачала вывучаць іншыя чорныя дзіркі ў надзеі на далейшае разуменне чорных дзір.

Цяпер каманда ператварыла гіганцкую камеру ў бок чарговай чорнай дзіркі пад назвай Стралец A *. Гэтая чорная дзірка - гэта сапраўдны цэнтр нашай галактыкі - Млечны Шлях. Мы верым, што неўзабаве з'явяцца яго выявы.

З дапамогай малюнкаў чорных дзірак мы можам даведацца больш пра іх уласцівасці і адказаць на пытанні без адказаў, такія як:

Чаму яны прысутнічаюць у цэнтры галактык? Чаму яны рваюць масіўнымі патокамі субатамных часціц у космас? Як менавіта яны ўплываюць на прастору і час вакол іх?

І які ўплыў яны могуць у нас адзін дзень мець?

Хочаце пісаць з намі? Каб разнастаіць наш змест, мы шукаем новых аўтараў, якія пішуць у Snipette. Гэта значыць вы! Аўтары, якія імкнуцца: мы дапаможам вам сфарміраваць свой твор. Заснаваныя пісьменнікі: Націсніце тут, каб пачаць.

У вас ёсць пытанні? Давайце абмяркуем іх ніжэй. Прыходзьце і павітайцеся!