Антенна размером с Землю начала фотографировать черную дыру в центре Млечного Пути

Участники проекта Event Horizon Telescope начали наблюдения за окружением черной дыры в центре Млечного Пути. Для этого они объединили сразу восемь радиотелескопов в интерферометр с разрешением, эквивалентным разрешению радиотелескопа размером с Землю. Наблюдения продлятся до 15 апреля, сообщает Space.com

Черная дыра в центре Млечного Пути, получившая название Стрелец А*, удалена от нас на 26 тысяч световых лет. При том что ее радиус оценивается всего лишь в 24 миллиона километров (что в два раза уже орбиты Меркурия), ее масса, по последним подсчетам, составляет около 4 миллионов солнечной. Несмотря на то, что этот объект находится в нашей галактике, его наблюдение нельзя назвать легкой задачей. Учитывая размер Стрельца А* и расстояние до нее, попытка разглядеть черную дыру с помощью одного телескопа эквивалентна попытке увидеть резиновый мячик на поверхности Луны. По оценкам ученых, чтобы достичь такого разрешения необходим телескоп с апертурой порядка 10 тысяч километров — для сравнения, диаметр Земли составляет чуть менее 13 тысяч километров.

Однако создать такую гигантскую систему можно, используя метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. В этом случае несколько телескопов, находящихся на разных континентах, объединяются в интерферометр, который имитирует телескоп с размерами, равными максимальному расстоянию между исходными устройствами. В рамках проекта Event Horizon Telescope объединятся сразу восемь телескопов из шести точек земного шара — Испании, Аризоны, Гавайев, Мексики, Чили и Антарктиды. Особенно важную роль сыграло присоединение обсерватории ALMA: благодаря этому чувствительность и разрешающая способность EHT повысилась на порядок.

Из-за того, что ALMA сама по себе представляет интерферометр из 66 приемных антенн, ее подключение к общей системе оказалось нетривиальной задачей. Исследователи из Массачусетского технологического института создали специальное программное обеспечение и оборудование, включая мазер на атомах водорода и волоконно-оптическую систему, которая позволяет передавать данные со скоростью 8 гигабит в секунду на четыре записывающих устройства (Mark 6). После обновления до 61 телескопа ALMA смогут работать синхронно друг с другом, а также с остальными участниками проекта.

Если погодные условия во всех точках мира будут подходящими, астрономы соберут необходимые данные за пять ночей. Исследователи надеются зафиксировать структуры в потоках газа вокруг черной дыры и оценить размеры ее горизонта событий. Как сообщают ученые, это позволит проверить работоспособность Общей теории относительности в экстремальных условиях. Кроме того, астрономы проведут наблюдения черной дыры в ядре соседней сверхгигантской эллиптической галактики M87.

На обработку полученных данных уйдет не менее года. Информация будет собрана на жесткие диски и отправлена «вручную» на самолетах в центр MIT Haystack, после чего исследователи объединят и проанализируют ее. Публикация первых результатов наблюдений ожидается только в 2018 году.

Однако EHT обладает не самой большой синтезированной апертурой среди систем радиотелескопов. Международный проект «РадиоАстрон» включает в себя 10-метровый космический радиотелескоп, который может объединяться с другими наземными телескопами, создавая апертуры размером уже несколько сотен тысяч километров. О достижениях проекта «РадиоАстрон» вы можете прочитать в наших материалах (1, 2, 3).

Кристина Уласович