Новости космоса: Астрономы приступили к попыткам непосредственно захватить изображение черной дыры.

Апр 05, 2017 Леонид Гляделов

Астрономы впервые хотят получить прямое изображение центра нашей галактики: глобальная коллаборация радиотелескопов - позволит получить подробный обзор черной дыры, которая, как предполагается, находится там.

Этот «Телескоп Горизонта Событий» соединяет обсерватории по всему миру, чтобы сформировать огромный телескоп, от Европы через Чили и Гавайи вплоть до Южного полюса.

30-метровый телескоп IRAM, установка, совместно финансируемая обществом Макса Планка, является единственной станцией в Европе, которая будет участвовать в наблюдательной кампании. Институт радиоастрономии им. Макса Планка также занимается измерениями, которые уже начались и пройдут с 4 по 14 апреля.

В конце 18 века натуралисты Джон Митчелл и Пьер Симон де Лаплас уже рассуждали о «темных звездах», гравитация которых настолько сильна, что свет не может уйти от них. Идеи двух исследователей по-прежнему лежали в рамках ньютоновской теории тяготения и корпускулярной теории света. В начале 20-го века Альберт Эйнштейн революционизировал наше понимание гравитации в своей Общей Теорией Относительности. Эйнштейн также дал описание понятию черных дыр.

Эти объекты имеют такую ​​большую, чрезвычайно уплотненную массу, что даже свет не может вырваться из цепких лап гравитации. Поэтому черные дыры остаются черными - и наблюдать их напрямую невозможно.

Однако, исследователи ищут возможности наблюдать черную дыру непосредственно. Ученые называют границу вокруг этого экзотического объекта, за которым неизбежно всасывается свет и материя - горизонтом событий. В тот момент, когда материя проходит эту границу, теория утверждает, что она(материя) испускает интенсивное излучение, своего рода «предсмертный крик» и, следовательно, последний отчет о своем существовании. Это излучение можно зарегистрировать как радиоволны в миллиметровом диапазоне. Соответственно, есть возможность получить изображение горизонта событий черной дыры.

Телескоп Горизонта Событий (Event Horizon Telescope (EHT)) нацелен именно на это. Одной из главных целей проекта является черная дыра в центре нашего Млечного Пути, которая находится на расстоянии около 26 000 световых лет от Земли и имеет массу, примерно равную 4,5 миллионам солнечных масс. Так как это настолько далеко, угловые размеры объекта получаются очень малы.

Одним из решений этой проблемы является интерферометрия. Принцип этой техники заключается в следующем: вместо одного огромного телескопа несколько обсерваторий объединяются вместе, как если бы они были небольшими компонентами одной гигантской антенны. Таким образом, ученые в итоге получат телескоп, который соответствует окружности нашей Земли. Они хотят это сделать, потому что чем больше телескоп, тем мельче детали можно наблюдать; Возрастает угловое разрешение.

Проект EHT использует этот метод наблюдений, и уже начал проводить наблюдения на частоте 230 гигагерц, соответствующей длине волны 1,3 миллиметра, в режиме интерферометрии. Максимальное угловое разрешение этого глобального радиотелескопа составляет около 26 микросекунд дуги. Это соответствует возможности рассмотреть размер мяча для гольфа на Луне или человеческий волос, если смотреть с расстояния 500 километров!

Эти измерения на пределе наблюдаемого возможны только в оптимальных условиях, то есть на сухих больших высотах. Они предлагаются обсерваторией IRAM, частично финансируемой обществом Макса Планка, с 30-метровой антенной на Пико Велета, пике в Сьерра-Неваде в Испании высотой 2800 метров. Его чувствительность превосходит только Большой миллиметровый массив Атакама (ALMA), который состоит из 64 отдельных телескопов и смотрит в космос с плато Чайнантор на высоте 5000 метров в чилийских Андах. Плато также является домом для антенны, известной как APEX, которая также является частью проекта EHT.

Институт Макса Планка в Бонне, кроме того, занимается обработкой данных для «Телескопа Горизонта Событий». Исследователи используют для этого два суперкомпьютера (коррелятора); Один находится в Бонне, другой в Обсерватории Хейстек в штате Массачусетс в США. Цель состоит в том, чтобы компьютеры не только оценивали данные из галактической черной дыры. Во время наблюдательной кампании с 4 по 14 апреля астрономы хотят внимательно рассмотреть по крайней мере еще пять объектов: галактики M 87, Центавр A и NGC 1052, а также квазары, известные как OJ 287 и 3C279.

С 2018 года к проекту EHT присоединится еще одна обсерватория: NOEMA, вторая обсерватория IRAM на Плато де Буре во французских Альпах. Благодаря десяти высокочувствительным антеннам NOEMA станет самым мощным телескопом коллаборации в Северном полушарии.