Выдающееся научное событие последних дней продолжает оставаться в фокусе общественного внимания. Речь о сенсационном успехе ученых, которым впервые в истории удалось сфотографировать во Вселенной наглухо закрытую от нашего мира черную дыру, вернее, ее границы, тень. Находится объект съемки на расстоянии более 54 млн световых лет от Земли (столько времени идет оттуда свет до нашей планеты).
-Замечательное достижение, гигантский шаг в развитии сложнейших технологий, используемых сегодня в астрофизических исследованиях, — прокомментировал «Труду» громкое событие известный ученый, директор Института астрономии Российской академии наук, член Международного и Европейского астрономических союзов, член-корреспондент РАН Дмитрий Бисикало.
Мировой интерес к этой фотографии понятен: черные дыры — самые загадочные объекты Вселенной. Неординарность ситуации в том, что они невидимы, ученые вычисляют их по косвенным признакам. До сих пор никто не знает, как они выглядят изнутри, что там находится. Загадки интригуют, будоражат фантазию. Представьте: где-то там, в далеком космосе есть, образно говоря, ловушки гигантской протяженности, природные провалы, колодцы, в которых исчезает все, что туда попадает. Потому что там действуют мощнейшие силы притяжения...
Первую догадку, подтвержденную расчетом, предположение о возможности существования удивительных и, казалось бы, нереальных объектов высказал еще два с лишним века назад английский естествоиспытатель Джон Митчелл. Он, оперируя цифрами, рассматривал ситуацию, когда гравитационное притяжение будет таким большим, что для преодоления его потребуется скорость, равная или превышающая скорость света. В этом случае свет не сможет вырваться наружу и тело станет невидимым.
Поколения теоретиков работали в этом направлении. Сегодня, по представлениям ученых, черная дыра — это часть космического пространства, в котором властвует немыслимая по нашим меркам сила гравитации. Здесь огромное количество вещества сжато до фантастически малого объема. Чтобы были понятны масштабы, приведем пример: радиус планеты Земля, если бы удалось сжать ее до состояния черной дыры, составил бы менее 1 (одного) сантиметра.
Закономерный вопрос: откуда в космосе появляются чудовищные «компрессоры»? Да нет их там! Мощная гравитация возникает внутри массивных звезд в конце их жизненного цикла при определенных условиях. И такая звезда может превратиться в черную дыру. Как предполагают исследователи, их очень много — десятки миллионов. И около тысячи таких объектов уже обнаружено именно по косвенным признакам. Они, признаки, сомнений не вызывают, но все же давней мечтой ученых было получить реальный портрет черной дыры.
Казалось бы, невыполнимая задача, потому что эти объекты невидимы. Учитывая это, исследователи решили: если не видна сама черная дыра, можно попробовать запечатлеть хотя бы границы между ней и пространством, определить рубеж невозврата, пересекая который посылаемые с Земли сигналы окажутся в ловушке. План хороший, но невероятно сложный для реализации.
— Прежде всего, для таких исследований нужен телескоп, сопоставимый по размерам со всей нашей планетой, — поясняет Дмитрий Бисикало. — Эту задачу удалось решить, объединив восемь самых мощных радиотелескопов по всему миру — в Испании, Чили, США, на Гавайях, на Южном полюсе в Антарктиде, используя длинную базовую интерферометрию. Все они работают в миллиметровом и субмиллиметровом диапазоне. Таким образом, наша Земля стала как бы одним большим телескопом. Более 200 исследователей участвовали в реализации уникального проекта.
По словам ученого, требовалась феноменальная слаженность в работе и телескопов, и научных команд, находящихся в разных частях земного шара. Объектом исследований выбрали колоссальную черную дыру, которая в 6,5 млрд раз больше нашего Солнца и находится в центре далекой галактики M87. Несмотря на гигантские размеры, с Земли этот объект из-за огромного расстояния (напомним: более 54 млн световых лет) видится так, как теннисный мячик на поверхности Луны. И сколько еще различных помех на этом диковинном пути... Исследования проводились в течение 10 дней в апреле 2017-го. Восемь телескопов направлялись в далекий космос в суперточной последовательности. Использовались не обычные, а атомные часы, точность которых измеряется одной секундой за 100 млн лет. За две недели были собраны 500 трлн байт данных — это полтонны жестких дисков. На обработку результатов ушло два года. Итогом стала созданная учеными фотография тени (или границ) черной дыры, считающейся одной из самых гигантских во Вселенной. На фотографии центральная темная область находится в кольце яркого света. Это раскаленный газ вокруг границы черной дыры.
— Сделан исключительно важный шаг в астрофизических исследованиях, — подытоживает Дмитрий Бисикало. — К сожалению, в этом проекте наша страна не участвовала, потому что не имеем таких мощных миллиметровых телескопов. Российские ученые пытались проводить аналогичные наблюдения за центром галактики М87, используя наш орбитальный радиотелескоп «Спектр-Р» и крупнейшие наземные обсерватории. Были сделаны интересные открытия, но фото черной дыры получить не удалось... Однако впереди новые увлекательные задачи, в решении которых будут участвовать и наши исследователи. Открытие тайн Вселенной обогащает человечество новыми бесценными знаниями.
