Астрономы наблюдали за черной дырой с Земли в рекордном разрешении
Новое исследование, проведенное с использованием Телескопа горизонта событий или EHT (Event Horizon Telescope), подняло наблюдения черных дыр на недосягаемую ранее высоту. Благодаря использованию новых частот системе размером с Землю удалось увеличить четкость изображений на 50%. И более того: впервые получить цветное изображение области, находящейся прямо у границы этих сверхмассивных космических «чудовищ».
Телескоп горизонта событий — это название огромного массива, объединяющего ряд мощных радиоинтерферометрических станций для получения фотографий аккреционных дисков черных дыр. Впервые в истории такого рода успех был достигнут в 2019 году (тогда объектом наблюдений стала галактика Мессье 87). А три года спустя было опубликовано первое изображение Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры, вокруг которой закручивается Млечный Путь.
Теперь в этой области достигнут новый прорыв. Поскольку Земля имеет конечные размеры и увеличивать расстояние между радиотелескопами в цепи больше некуда, у ученых остался единственный способ радикально повысить разрешение телескопа — расширить его частотный диапазон. Предыдущие наблюдения проводились на единственной частоте 230 ГГц и изображения обеих черных дыр, несмотря на огромные усилия астрономов, получались размытыми.
Однако теперь команде исследователей удалось уловить свет, исходящий от ядер далеких галактик, на частоте около 345 гигагерц. Таким образом, качество первого же полученного изображения моментально скакнуло на 50%, демонстрируя те особенности черной дыры, которые ранее были скрыты от любых наблюдений.
Одного взгляда на новую фотографию достаточно, чтобы оценить степень успеха: физик, к примеру, впервые сможет отделить на ней релятивистские эффекты (к примеру, точные габариты аккреционного диска) от свечения раскаленного газа (который на двух разных частотах проявляет себя по-разному). А также увидеть признаки магнитных полей, которые поддерживают черные дыры в состоянии «аллертности» и заставляют их извергать из себя мощные джеты длиной в тысячи световых лет.
Для того, чтобы добиться такого результата, ученым пришлось преодолеть немало затруднений. К примеру, фактор водяного пара, который гораздо активнее поглощает 345 ГГц-радиоволны, чем их более низкочастотные аналоги. Инженерам пришлось потрудиться, чтобы увеличить пропускную способность приборов, а астрономам — дождаться хорошей погоды над всеми элементами цепи телескопов, от чилийской пустыни Атакама до ледяных полей Гренландии.
Впрочем, очередные шаги в развитии методов «охоты» за черными дырами не должны заставить себя ждать. Уже планируется добавление к ЕНТ новых антенн в заранее рассчитанных точках земного шара. Кроме того, модернизация всех станций даст им возможность работать на нескольких частотах — с 100 до 345 ГГц — одновременно. Благодаря этому реальностью станет не только в десять раз более детальное наблюдение космических монстров, но и съемка первого фильма с их участием.
