Чтобы получить максимально четкие снимки черных дыр, ученые хотят объединить восемь обсерваторий

В ближайшее время ученые объединят наподобие кусочков зеркала восемь обсерваторий для того, чтобы получить максимально четкие фотографии черных дыр. Произойдет это значимое в истории астрономии событие 15 апреля 2019 г.

Для чего необходимо объединение

Разрешение виртуального оборудования, созданного с использованием данных сразу от восьми обсерваторий, будет, по словам ученых, эквивалентно разрешению радиотелескопа размером с Землю. По словам Майкла Бремера, специалиста Института миллиметрической радиоастрономии в Гренобле, если бы для намечающихся исследований ученые создали бы всего один телескоп, он бы просто-напросто развалился бы под тяжестью своего веса.

При создании виртуального оборудования, предназначенного для наблюдения за черными дырами, ученые объединят обсерватории, расположенные в самых разных районах Земли. Примут участие в проекте, к примеру, специалисты из Мексики, США, Испании, Чили. Также в работе по изучению черных дыр предполагается задействовать современный радиотелескоп, установленный на Южном полюсе.

Принцип работы виртуального телескопа

Для того чтобы создать гигантскую систему наблюдения, астрономы задействуют метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. В результате получится виртуальное устройство, имитирующее оборудование, размер линз которого был бы равен максимальному расстоянию между задействованными телескопами.

Помимо всего прочего, в проекте предполагается использовать и самую современную обсерваторию ALMA. Оборудование, установленное в этом центре, само по себе представляет интерферометр из 66 антенн. Использование возможностей ALMA позволит ученым в ходе эксперимента повысить разрешение общего виртуального "телескопа" на порядок.

"Стрелец А*"

Подходящих для фотографирования черных дыр учеными в ходе подготовки к исследованиям было намечено несколько. Скорее всего, 15 апреля "объектив" виртуального телескопа будет направлен на объект "Стрелец А*". Эта сверхмассивная черная дыра находится в центре нашей родной галактики - Млечного Пути.

Весит "Стрелец А*" в четыре миллиона раз больше, чем Солнце. В поперечнике при этом размер этой черной дыры составляет около 44 млн км.

Казалось бы, наблюдение за таким крупным объектом при наличии у человечества современных технологий ничего особенно сложного представлять собой не должно. Однако находится "Стрелец А*" от нашей планеты на расстоянии в целых 26 тысяч световых лет.

По словам ученых, с применением простых радиотелескопов, имеющихся в их распоряжении сегодня, попытки сфотографировать нашу "родную" черную дыру были бы схожи с попытками заснять теннисный мячик на поверхности Луны. Качество готовых снимков было бы примерно таким же.

Еще один кандидат на фотосессию

Конечно же, получить фото находящейся в центре нашей родной галактики черной дыры астрономам будет очень интересно. Однако, по словам ученых, сделать снимки этого объекта даже с использованием объединенного виртуального оборудования будет, к сожалению, достаточно сложно.

Располагается черная дыра "Стрелец А*" под не слишком удобным для наблюдения по отношению к Земле углом. К тому же между этим объектом и нашей планетой находится просто огромное количество звезд, создающих помехи для наблюдения.

Поэтому, возможно, 15 апреля астрономы дополнительно направят "объектив" созданной ими объединенной системы наблюдения и на другую черную дыру - Sag A*. Этот объект находится в галактике M87 и исследовать его с Земли очень удобно.

Размеры Sag A* имеет просто гигантские. Нашу "родную" эта черная дыра по весу превосходит в 1500 раз. Находится этот объект во Вселенной при этом немного дальше от Земли, чем "Стрелец A*". Поэтому видимые размеры этих двух черных дыр примерно совпадают.

Каким образом будут проводиться исследования

Продолжительность намеченного учеными эксперимента будет зависеть в первую очередь от погодных условий. При самом благоприятном стечении обстоятельств наблюдать за черными дырами астрономы будут в течение пяти дней. После этого они предоставят результаты своих исследований научному сообществу и общественности.

Конечно же, сами черные дыры, поскольку они способны поглощать даже частицы света, сфотографировать будет попросту невозможно. Ученые надеются сделать снимки, конечно же, всего лишь горизонта событий этих сверхмассивных объектов.

Проверка теории Эйнштейна

Помимо всего прочего, в ходе проведения эксперимента специалисты планируют проверить в том числе и правильность постулатов теории относительности Эйнштейна в экстремальных условиях. При этом астрономы уже сейчас надеются на положительный результат таких исследований.

Почти четыре года назад специалисты использовали особые детекторы гравитационных волн при наблюдении за двумя сливающимися черными дырами. Когда эти объекты соединились, вокруг них создалась рябь пространства/ времени. А согласно теории относительности, именно это тогда и должно было произойти.

Таким образом, уже несколько лет назад астрономам в какой-то мере удалось подтвердить правоту Эйнштейна. Однако наблюдение в то время проводилось за совсем небольшими черными дырами. Вес сливающихся объектов, обративших на себя внимание ученых четыре года назад, не превышал массу Солнца более чем в 60 раз. 15 апреля астрономы получат возможность подтвердить теорию Эйнштейна и в отношении гигантских черных дыр.

Общая информация: что такое черные дыры

Теорий образования таких объектов во Вселенной существует несколько. Большинство ученых считает, что возникают черные дыры в космосе в результате угасания звезд очень больших размеров. На последних стадиях своего существования эти космические объекты сильно разрастаются. При этом они становятся еще и очень нестабильными.

После разрастания умирающая звезда начинает резко уменьшаться в размерах, сохраняя при этом свою массу. Тяжелое ее ядро как бы падает само в себя. В результате происходит очень сильное уплотнение составляющего звезду материала. В конечном итоге и образуется космический объект с гравитацией ужасающей силы, поверхность которого не в состоянии покинуть даже свет.

Согласно теории Эйнштейна, искажать пространство и время может любая масса. Гравитация же черных дыр настолько сильна, что, если верить великому физику, время в сфере их влияния останавливается, а пространство сжимается.

По сути, эти странные космические объекты всегда будут оставаться невидимыми для нас. 15 апреля этого года будут, конечно же, сфотографированы не сами черные дыры, а их горизонт событий или линия невозврата. То есть представят ученые общественности фото "оболочки" черной дыры, за которой и происходят необратимые изменения пространства/ времени, и откуда не может вырваться назад ни один космический объект.