Първата някога снимка с черна дупка?

Настоящата 2019 година вероятно ще бъде истински научен пробив по отношение на познанията ни за космоса и природата на Вселената. Астрофизиците смятат, че най-накрая са намерили начин да уловят едно от най-загадъчните явления в света, който познаваме - черна дупка. В продължение на много години мрежата на телескопите Event Horizon събира данни и сега учените са близо до предоставянето на обществеността на първата в историята телескопична снимка на хоризонта на събитията в черната дупка.

Като се има предвид широкото отразяване на този феномен в популярните научни медии, на пръв поглед може да изглежда странно, че за толкова много време за изследвания няма нито една надеждна негова снимка. Но запознавайки се малко по-близо с физическата природа на черните дупки, причината за това става ясна. Силата на гравитацията, която притежават, е толкова огромна, че нищо не може да се изплъзне, дори и светлината. Черна дупка абсорбира всички видове радиация, включително рентгенови лъчи, инфрачервено лъчение и радиовълни, така че става невъзможно директно откриване на обект. Но високоенергийното лъчение, създадено около хоризонта на събитията от движението на материята, е доста реалистично да се открие и изглежда дори да се улови във формата, позната на човешкото око.

Струва си да се отбележи, че през 1978 г. френски астроном на име Жан-Пиер Лумин създаде това, което може да се нарече първото в историята изображение на хоризонта на събитията с черна дупка. Това, разбира се, не беше истинска фотография, но благодарение на познанията си в областта на астрофизиката и математиката, Lumine, използвайки компютър IBM 7040, направи симулация, която дава приблизителна представа за случващото се.

По онова време изучаването на черни дупки беше доста екзотичен вид научна дейност, тъй като повечето учени не взеха сериозно доказателства за тяхното съществуване“, казва Луминет. Въпреки това той продължава упорито да търси косвени признаци на влиянието на черните дупки върху заобикалящата ги Вселена, които да потвърдят тяхната реалност. Именно Жан-Пиер Лумин за първи път обяви съществуването на акредиращ диск, който се появява по време на усвояването на материята и дори я визуализира.

Използвайки получените от компютъра данни, Lumine прекарва много часове ръчно, изпълнявайки рисуване с мастило върху фотохартия. Изображението показва как интензивната гравитация на черна дупка огъва светлината около нея. „Огъването на светлинните лъчи също генерира вторично изображение, което ни позволява да видим от наблюдателя другата страна на диска за натрупване от другата страна на черната дупка“, казва Lumine в статия, публикувана на arXiv.org миналата година. С откритието си Luminet отвори вратите на въображението на много новатори, които изобразяват собствените си интерпретации на черната дупка, както в научните форуми, така и в световното кино.

Интерстеларният филм на Кристофър Нолан за 2014 г. бе похвален за научно валидното изображение на черна дупка, създадено с помощта на 3D компютърна визуализация с прякото участие на американския теоретичен физик и астроном Кип Торн. Очаква се обаче реалността на хоризонта на събитията на черната дупка да бъде малко по-различна от картината, която видяхме във филма, където точността на предаването на явлението отстъпи място на визуалната привлекателност и опростяване. Характерни особености на акредиращия диск са асиметрия, неравномерно осветяване и силно изкривяване на гърба на диска.

Телескопът на хоризонта на събитията ще се фокусира върху обект, наречен Стрелец А *, свръхмасивна черна дупка в центъра на нашата галактика Млечен път. Глобалната мрежа от радиотелескопи се състои от обсерватории, разположени по цялата планета, включително Южния полюс, САЩ, Чили и Френските Алпи. Резултатите от EHT изследвания ще позволят безпрецедентна проверка на валидността на общата теория на относителността на Айнщайн.

Масивът от телескопи Event Horizon използва техника, известна като много дълга интерферометрия на изходните стойности (VLBI). Много независими антени, образуващи огромен виртуален телескоп с почти големина на Земята, ви позволяват да „пробиете“ през облаците газ и прах на нашата галактика, както и горещия газ, заобикалящ самата черна дупка. При толкова много антени, фокусирани върху едно място, се очаква ъгловата разделителна способност на телескопа да бъде изумителните 50 микросекунди. Най-просто казано, тази резолюция е еквивалентна на способността да виждате грейпфрут на повърхността на Луната.

Въз основа на настоящите данни за наблюдението изследователите предполагат, че черната дупка, разположена в центъра на галактиката Млечен път, вероятно е около 4 милиона пъти по-масивна от нашето Слънце, но с диаметър на хоризонта на събитията от само 20 милиона км. Те се надяват, че по-нататъшните изследвания ще помогнат за по-доброто разбиране на поляризацията на радиацията, структурата на магнитното поле и релативистките струи на черна дупка.

Събраните данни, чийто обем достига до 500 терабайта от всеки телескоп, ще бъдат обработвани с помощта на суперкомпютър в лабораторията на Масачузетския технологичен институт. Според грубите оценки учените ще могат да покажат електронно изображение на хоризонта на събитията на черна дупка след около няколко месеца.

Интересни Статии