Телескоп Event Horizon, массив в масштабе планеты из восьми наземных радиотелескопов, созданный в рамках международного сотрудничества, запечатлел это изображение сверхмассивной черной дыры и ее тени, которая находится в центре галактики M87.
(Изображение: © EHT Collaboration)
Event Horizon Telescope Проект не останавливается на достигнутом.
В апреле 2019 года сотрудничество EHT выявило первое в мире изображение черной дыры, который захватил бегемота в сердце галактики M87. Проект работал на тот момент в течение двух десятилетий, но открытие не ознаменовало кульминацию или кульминацию. Скорее, это был поворотный момент, открытие окна на еще более захватывающие открытия, говорят члены команды.
«Мы будем оглядываться на эти 20 лет спустя - вы знаете, мы все будем где-нибудь пить зонтичные напитки - и я думаю, что мы узнаем образ M87 как только начало», директор-основатель EHT Шеп Доулман, Астроном из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (CfA) в штате Массачусетс, сообщил журналистам 10 апреля во время трансляции в рамках веб-трансляции, посвященной годовщине открытия фотографии.
«Это действительно будет только начало», - добавил Доулман. «Я думаю, что открытие будет продолжаться».
Амбиции большой черной дыры
Следующий важный момент может быть связан с супермассивной галактикой нашей Млечного Пути. черная дыра, который известен как Стрелец A * или Sgr A * для краткости. Команда EHT наблюдала за Sgr A *, но еще не смогла сгенерировать изображение из данных.
Фотографировать черную дыру гораздо сложнее, чем просто указывать и снимать. EHT объединяет данные восьми радиотелескопов по всему миру, которые связаны между собой, образуя виртуальный мегоскоп с размером Земли. Команда разрабатывает алгоритмы, чтобы понять всю эту информацию, интегрируя ее для создания изображения, изображающего черную дыру горизонт событий - «точка невозврата», за которой ничто, даже свет, не может уйти. (Фотографировать интерьер черной дыры невозможно, если только вы сами там не советуетесь.)
Такая работа является кропотливой и трудоемкой; например, данные M87, которые позволили получить изображение прошлого года, были собраны в 2017 году. И Sgr A * все еще является более жесткой целью, хотя она намного ближе к нам (26 000 световых лет против 55 миллионов световых лет для M87). Sgr A * представляет собой относительно легкую сверхмассивную черную дыру, несущую массу «всего» 4,3 миллиона солнц, и, следовательно, работает в более короткие сроки, чем монстр M87 с массой 6,5 миллиардов солнечной массы.
«Одна из проблем Стрельца А * заключается в том, что он развивается так быстро в течение вечера», - сказал Доулман. «Итак, мы разрабатываем новые алгоритмы, которые могут конкретно учесть это, чтобы добавить изменчивость во времени к моделированию. Это просто занимает больше времени».
Добавление Sgr A * в фотоальбом является первоочередной задачей для членов команды EHT, отчасти потому, что они стремятся взглянуть на объект, который отличается от Сверхмассивная черная дыра М87, Но амбиции проекта на этом не заканчиваются. Сотрудничество планирует удвоить количество составляющих телескопов EHT, создав «EHT следующего поколения», который выведет открытие на новый уровень.
Модифицированный мегоскоп "даст нам еще более четкие изображения и позволит нам делать первые фильмы о черных дырах", - сказал Доулман.
EHT следующего поколения принесет исследователям еще больше черных дыр. И это может даже позволить команде увеличить "фотонное кольцо" черной дыры, причудливую структуру, которая, кажется, содержит бесконечную, упакованную информацию последовательность подстрок. Такие глубокие наблюдения "позволят провести сверхточные проверки теорий Эйнштейна и даже извлечь спин", сказал Доулман.
Это было бы действительно важно. «Сверхмассивные черные дыры являются элементарными объектами, описываемыми только их размером и вращением», - заявил член команды EHT Майкл Джонсон, также член CfA, во время мероприятия 10 апреля. Наблюдения EHT уже позволяют ученым накапливать массу, так что получение вращения также позволило бы ученым действительно получить товары на этих монстров, поглощающих свет.
По словам Доулмана и Джонсона, EHT следующего поколения обеспечит и другие преимущества. Например, модернизированное партнерство должно позволить сотрудничеству лучше понять струи черных дыр, пучки частиц, которые бегемоты взрывают почти со скоростью света.
Сотрудничество уже обеспечило финансирование от Национального научного фонда США, чтобы запустить EHT следующего поколения. По словам Доулмана, цель состоит в том, чтобы создать окончательный проект в течение трех или четырех лет и подготовить все к работе до конца десятилетия. (Кстати, новые тарелки - не единственный способ повысить EHT. Разрешение также можно улучшить, наблюдая за мишенями на нескольких электромагнитных частотах, сказали Доулман и Джонсон.)
EHT может получить еще один импульс после этого. Расширение зоны действия мегоскопа в космос значительно увеличит его разрешающую способность, и команда ищет способы сделать это. По словам Джонсона, это сотрудничество изучает возможность включения уже существующих космических средств, а также создания новых специализированных миссий.
Добавление даже одного инструмента на геосинхронной орбите, более чем на 22 000 миль (35 400 км) над нашей планетой, имело бы значение. "А потом, конечно же, как только вы выходите Луна - вот где я думаю, что мы действительно будем смотреть на совершенно новую науку », - сказал Джонсон Space.com в прошлом месяце, когда команда EHT объявила его результаты фотонного кольца, (Это расстояние будет примерно в 10 раз дальше; Луна находится в среднем в 238 855 милях или 384 400 км от Земли.)
Удар на дороге
Пандемия коронавируса сделала путь к будущим открытиям EHT более значительным, чем это было бы обычно: проект Наблюдательная кампания 2020 года была отменена потому что несколько участвующих областей были закрыты по соображениям здоровья и безопасности. (Проект собирает данные только один раз в год во время мартовского и апрельского окна, когда погода имеет тенденцию быть хорошей на всех широко распространенных участках наблюдений.)
Отмена была верным ходом, сказал Доулман. Но это было «душераздирающе», добавил он, особенно потому, что наблюдения этого года включали бы первый вклад инструментов в Гренландии, Аризоне и французских Альпах. Таким образом, кампания 2020 года будет включать расширенный, более мощный EHT с 11 областями применения.
Но команда все еще может сделать большой анализ данных и начать закладывать фундамент для наблюдений в следующем году, подчеркнул Доулман. Таким образом, духи среди исследователей далеко не сломлены.
«Во всем сотрудничестве сейчас нет тона отчаяния; я думаю, что нас как бы объединяет страдание», - сказал Джонсон.
«Решение о черной дыре было получено Карлом Шварцшильдом в окопах во время Первой мировой войны», - сказал он, обращаясь к немецкому физику, который придумал первое точное решение для Общие уравнения относительности Эйнштейна, «Итак, наука продолжается, и я думаю, что она играет важную роль даже среди этих вызовов».
- Эта огромная черная дыра вращается на половине скорости света!
- Команда Event Horizon Telescope получает приз за 3 миллиона долларов за эпическое изображение черной дыры
- 8 загадочных астрономических загадок
