На знаменитом оранжевом изображении нет ни поверхности чёрной дыры, ни фотографии в привычном смысле. Сам объект остаётся невидимым. И всё же картинка 2019 года стала прямым наблюдательным свидетельством его «тени».
2. Как можно снять то, что не светится
Чёрная дыра M87* находится в центре галактики Мессье 87 примерно в 55 миллионах световых лет. Её масса — около 6,5 миллиарда масс Солнца.
Проект Event Horizon Telescope объединил восемь радиообсерваторий от Гавайев до Южного полюса. Они одновременно принимали излучение на длине волны 1,3 миллиметра, а атомные часы ставили каждому сигналу точную временную метку.
Метод называется интерферометрией со сверхдлинной базой. Сигналы станций складывают так, будто это части одной гигантской антенны размером с Землю.
3. Что означает оранжевое кольцо
Оранжевый цвет условный: человеческий глаз не видит радиоволны. Светится не чёрная дыра, а горячая плазма, вращающаяся вокруг неё.
Сильная гравитация искривляет пути радиоволн. Часть света обходит чёрную дыру и приходит к нам с разных направлений, создавая кольцеобразную структуру.
Кольцо ярче снизу не потому, что там обязательно больше вещества. Плазма на одной стороне движется к наблюдателю с огромной скоростью, и её излучение усиливается релятивистским эффектом Доплера.
4. Что скрывается в центре
Тёмная область называется тенью чёрной дыры. Она больше самого горизонта событий, потому что гравитация перехватывает фотоны и меняет траектории света. Горизонт — граница, из-за которой ничто не может вернуться, — непосредственно не виден.
Для M87* горизонт имеет поперечник чуть меньше 40 миллиардов километров. Даже при таких размерах его угловой диаметр составляет лишь десятки микросекунд дуги.
Изображение не является художественной фантазией, но и не получается одним нажатием кнопки. Несколько независимых групп восстанавливали картину разными алгоритмами. Устойчиво повторявшейся деталью стало асимметричное кольцо с тёмным центром.
5. Что говорит наука
Подтверждено: наблюдения 2017 года в четыре разных дня дали согласующуюся кольцевую структуру. В 2019 году EHT опубликовал изображение M87*, а в 2022-м — Стрельца A* в центре Млечного Пути.
Наиболее вероятная физическая картина — горячая намагниченная плазма, движущаяся в искривлённом пространстве возле вращающейся чёрной дыры.
Остаются предметом исследований скорость вращения M87*, точная структура потока и механизм запуска огромной релятивистской струи. Поляризационные наблюдения уже показали важную роль магнитных полей.
6. Итог
Итак, первое «фото» показывает не чёрную дыру как предмет, а её тень на фоне раскалённой плазмы, восстановленную из радиосигналов. Это не портрет, а отпечаток гравитации.
Поделитесь в комментариях: стало ли изображение понятнее после такой расшифровки?
