Чёрные дыры в фокусе: международная команда готовит первые видеоролики об этих загадочных объектах Вселенной

Проект BlackHolistic работает над созданием видео чёрных дыр с помощью суперкомпьютеров и нового радиотелескопа в Намибии

Международная группа ученых, включая исследователей из Европейского Союза, намерена создать первые движущиеся изображения чёрных дыр, которые могут обнаружить завихрения плазмы и коллапсирующие звёзды. Голландско-немецкий астроном и профессор Хайно Фальке, один из руководителей Tournament Horizon Telescope (EHT), подчеркнул, что получение дополнительных знаний о чёрных дырах будет иметь ключевое значение для понимания Вселенной.

Проект BlackHolistic, который продлится до 2029 года, должен предоставить важные подсказки. Учёные намерены продолжить исследования EHT и углубить знания с помощью суперкомпьютера и нового радиотелескопа в Намибии. Фальке отметил, что чёрные дыры имеют ту же физику, что и Большой взрыв, и «являются самыми эффективными производителями энергии во Вселенной».

В 2019 году EHT получил изображение черной дыры в центре M87, галактики, расположенной на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли. Это было первое изображение «тени» чёрной дыры, тёмного пятна, обозначающего её горизонт событий, — границу, за которой материя, энергия и даже фотоны не могут избежать её гравитационного притяжения.

Теперь Фальке и команда британских, голландских, финских и намибийских астрономов из BlackHolistic совместно с EHT снимут эпохальное видео о чёрных дырах. Цель проекта — с помощью нового 15-метрового телескопа в Намибии, который называется «Африканский миллиметровый телескоп» (АМТ), получить многочасовые видеоролики завихряющейся плазмы и газа вокруг горизонтов событий M87 и Стрельца A*.

Объединив AMT с существующими телескопами EHT в Северной и Южной Америке, Европе и на Южном полюсе, команда сможет дольше удерживать чёрную дыру в поле зрения этих телескопов. Михаэль Крамер, директор Института радиоастрономии Макса Планка в Германии, подчеркнул, что создание видео чёрных дыр даст гораздо больше информации, чем отдельные изображения.

По его словам, на опубликованных ранее снимках «было видно яркое пятно» — большие сгустки плазмы, поглощаемые чёрной дырой. На видео эти яркие пятна будут в движении. Глядя на то, как движется эта плазма, учёные гораздо лучше поймут динамику, геометрию, ориентацию чёрной дыры.

Такое движение должно позволить гораздо более точно измерить массу чёрной дыры, точно так же, как мы можем вычислить массу Солнца, наблюдая за планетами и тем, как они вращаются вокруг центра Солнечной системы. Направление плазмы также покажет ориентацию орбитального материала, поскольку он медленно теряет энергию и движется по спирали внутрь. Возможно, даже будет возможно увидеть звезду, разрываемую чёрной дырой, если она подойдёт слишком близко.

«Это было бы круто. Если это произойдёт, то мы будем готовы. Чёрные дыры — часть нашей истории. Некоторые элементы в нашем теле не были бы, если бы чёрные дыры не перенесли их по всей Вселенной», — сказал Фальке. Он охарактеризовал исследовательские усилия BlackHolistic как «смелые». Но также отметил, что чёрные дыры по сути являются «самыми простыми объектами во Вселенной, поскольку они описываются всего двумя числами: массой и скоростью вращения. Каждая клетка тела бесконечно сложнее чёрной дыры».

Несмотря на эту кажущуюся простоту, существует много неопределённости относительно границ пространства и времени внутри чёрной дыры, которая до сих пор озадачивает исследователей.