В апреле прошлого года внимание научного сообщества было привлечено первыми прямыми снимками черной дыры, которые были сделаны при помощи телескопа EHT (Event Horizon Telescope). А буквально на днях исследовательская группа из Центра астрофизики Гарварда-Смитсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) представила новый метод, который позволит в будущем кардинально увеличить качество подобных снимков, увеличив пропорционально и количество содержащейся в них полезной информации. Это, в свою очередь, позволит нам узнать намного больше о загадочных космических объектах, каковыми и являются черные дыры.
“Каждое из изображений черной дыры на самом деле содержит серию вложенных колец приблизительно одного и того же диаметра” – объясняет Майкл Джонсон (Michael Johnson), один из исследователей, – “С увеличением “уровня вложенности” кольцо становится более тонким и более четким из-за того, что этот свет успел совершить большее количество оборотов вокруг черной дыры, прежде чем отправиться в сторону наблюдателя. Нынешнее изображение, полученное при помощи телескопа EHT, является лишь общей интегральной картиной, в которой присутствуют только некоторые намеки на сложную природу окружающей среды возле черной дыры”.
Поскольку черные дыры своей гравитацией заманивают фотоны света в ловушку горизонта событий, они отбрасывают тень на окружающее их облако сверхгорячего и очень ярко светящегося газа. Вокруг этой тени формируется своего рода фотонное кольцо, состоящее из фотонов, движущихся вокруг черной дыры и сфокусированных ее гравитацией. А в размере и форме этого кольца “закодировано” большое количество полезной информации относительно размеров, массы, скорости и направлении вращения этой черной дыры.
“Нас удивило то, что вложенные кольца, окружающие черные дыры, практически незаметны даже на самых высококачественных из имеющихся изображений, полученных распределенными системами, к которым можно отнести и телескоп EHT” – рассказывает Майкл Джонсон, – “Ведь свет от этих колец является очень мощным и четким сигналом для телескопов, оснащенных высокочувствительными интерферометрами. Сила сигнала от фотонных колец черной дыры велика настолько, что их смогут различить даже два телескопа, отнесенные на значительное расстояние друг от друга. И в данном случае это потребует подключения к телескопу EHT одного любого из имеющихся космических телескопов”.
Если метод улучшения качества изображений черных дыр, предложенный учеными CfA, будет одобрен, реализован и принесет практические результаты, то у ученых появятся первые данные, которые или подтвердят или опровергнут множество из существующих теорий. “Физика черных дыр всегда была больше красивой теоретической наукой, теперь же все это может переместиться в экспериментальную сторону” – рассказывает Алекс Лупсаска (Alex Lupsasca), ученый-астрофизик, – “Мы все будем рады получить реальные данных о космических объектах, о которых раньше мы размышляли только с абстрактно-теоретической точки зрения”.