Телескоп Джеймса Уэбба NASA сотрудничает с EHT для съёмки сверхмассивной чёрной дыры Млечного Пути

На изолированных вершинах гор по всей планете ученые ждут сигнала, что сегодня ночь. Сложная координация между десятками телескопов на земле и в космосе завершена, погода ясная, технические проблемы решены — метафорические звезды выстроились в линию. Время смотреть на сверхмассивную чёрную дыру в сердце нашей галактики Млечный Путь.

«Планировочный Судоку» кампании наблюдений EHT

Этот «планировочный Судоку», как его называют астрономы, происходит каждый день наблюдательной кампании коллаборации Event Horizon Telescope (EHT), и скоро у них появится новый игрок; телескоп Джеймса Уэбба NASA присоединится к усилиям. Во время первой серии наблюдений Уэбба астрономы используют его инфракрасную образцовую мощь для решения некоторых уникальных и стойких проблем, представленных чёрной дырой Млечного Пути, названной Sagittarius A* (Sgr A*; звёздочка произносится как «star»).

История: первый образ чёрной дыры в M87 в 2017 году

В 2017 году EHT использовал объединённую образцовую мощь восьми радиотелескопов по всей планете, чтобы захватить исторический первый вид области, непосредственно окружающей сверхмассивную чёрную дыру, в галактике M87. Sgr A* ближе, но тусклее чёрной дыры M87, и уникальные мерцающие вспышки в окружающем её материале меняют паттерн света на часовой основе, создавая вызовы для астрономов.

«Сверхмассивная чёрная дыра нашей галактики — единственная известная, имеющая такой тип вспышек, и хотя это сделало захват изображения области очень трудным, это также делает Sagittarius A* ещё более научно интересной», — сказал астроном Фархад Юсеф-Заде, профессор Северо-Западного университета и главный исследователь программы Уэбба по наблюдению за Sgr A*.

Преимущество Уэбба: два ИК диапазона одновременно и непрерывно

Вспышки вызваны временным, но интенсивным ускорением частиц вокруг чёрной дыры до гораздо более высоких энергий с соответствующей световой эмиссией. Огромное преимущество наблюдения Sgr A* с Уэббом — способность захватывать данные в двух инфракрасных длинах волн (F210M и F480M) одновременно и непрерывно, с локации телескопа за Луной. Уэбб будет иметь беспрерывный обзор, наблюдая циклы вспышек и спокойствия, которые команда EHT может использовать для референса с их собственными данными, в результате получая более чистое изображение.

Научное значение: от физики чёрных дыр до солнечных вспышек

Источник или механизм, вызывающий вспышки Sgr A*, остро обсуждается. Ответы на то, как вспышки Sgr A* начинаются, достигают пика и затухают, могут иметь далеко идущие последствия для будущего изучения чёрных дыр, физики частиц и плазмы, и даже солнечных вспышек.

Чёрные дыры, предсказанные Альбертом Эйнштейном как часть его общей теории относительности, в каком-то смысле противоположны тому, что подразумевает их название — вместо пустой дыры в космосе, чёрные дыры — самые плотные, плотно упакованные области материи, известные. Гравитационное поле чёрной дыры настолько сильно, что искривляет ткань пространства вокруг себя, и любой материал, который подходит слишком близко, навсегда связан там, вместе с любым светом, который материал излучает. Именно поэтому чёрные дыры кажутся «чёрными». Любой свет, детектируемый телескопами, не исходит от самой чёрной дыры, а от области, окружающей её. Ученые называют окончательный внутренний край этого света горизонтом событий, от которого EHT коллаборация и берёт своё название.

EHT изображение M87 стало первым прямым визуальным доказательством правильности предсказания Эйнштейна о чёрных дырах. Чёрные дыры продолжают быть полигоном для теории Эйнштейна, и ученые надеются, что тщательно запланированные многоволновые наблюдения Sgr A* EHT, Уэббом, рентгеновскими и другими обсерваториями сузят погрешность расчётов общей теории относительности или, возможно, укажут на новые области физики, которые мы сейчас не понимаем.