Шесть миллиардов Солнц в движении: EHT готовится снять первое видео черной дыры

Эпоха динамики: от снимка к фильму о черной дыре

Международное астрономическое сообщество стоит на пороге нового, беспрецедентного открытия: ученые планируют впервые в истории запечатлеть движение сверхмассивной черной дыры. Команда проекта Event Horizon Telescope (EHT), которая прославилась в 2019 году публикацией первого в мире статичного изображения тени черной дыры, теперь ставит перед собой амбициозную задачу перейти от «фотографии» к «кино» — создать видеоряд, демонстрирующий динамику аккреционного диска и плазмы вокруг этого колоссального объекта.

Главной целью для нового этапа наблюдений выбрана черная дыра, расположенная в центре массивной эллиптической галактики M87. Этот объект уже знаком науке по снимку 2019 года, но его размеры и масса делают его идеальным кандидатом для изучения динамических процессов. Масса этой космической аномалии оценивается примерно в 6 миллиардов Солнц, а ее пространственные размеры сопоставимы с масштабами всей нашей Солнечной системы.

Окно в динамику: сроки и цели наблюдений

Запланированные сессии наблюдений намечены на март — апрель 2026 года. Этот период выбран не случайно: он предоставляет оптимальные условия для одновременной фиксации объекта сетью радиотелескопов, охватывающей разные части планеты. Ученые, в частности, ссылаются на слова профессора Кембриджского университета Серы Маркофф, одного из основателей EHT, подчеркивающей важность предстоящего проекта.

Основная надежда исследователей связана с тем, что «космическое кино» сможет дать прямые ответы на фундаментальные, до сих пор неразрешенные вопросы астрофизики. В частности, ученые надеются определить скорость вращения черной дыры, что является критическим параметром для понимания ее свойств, а также прояснить точные механизмы формирования мощных выбросов (джетов).

Джеты: влияние на судьбу галактик

Релятивистские струи, или джеты, — это потоки газа и плазмы, выбрасываемые из области вокруг черной дыры со скоростями, близкими к световым. Эти структуры обладают колоссальной энергией и могут простираться на миллионы световых лет, оказывая значительное, а порой и определяющее, влияние на эволюцию целых галактик.

«Возможно, нам удастся лучше понять скорость вращения черной дыры и способ выброса ею струй, что является одним из важнейших нерешенных вопросов в нашей области. Они могут изменить всю эволюцию галактики и даже окружающих ее галактик», — отмечала Сера Маркофф, комментируя цели проекта.

Наблюдение за тем, как меняется распределение света и тени вокруг M87*, позволит ученым построить более точные модели аккреционных процессов и понять, как гравитационное чудовище управляет космическим окружением.

Технологический вызов: сеть телескопов и обработка данных

Проект EHT — это не единый инструмент, а глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой (РСДБ), представляющий собой сеть из 12 радиотелескопов, стратегически расположенных по всему земному шару — от отдаленных станций в Антарктике до обсерваторий в Европе и Азии. Именно эта распределенность обеспечивает необходимое для такого рода съемок виртуальное разрешение.

Переход к видеосъемке требует фиксации изменений в потоке данных за определенный промежуток времени, что возможно благодаря тому, что процессы в сверхмассивной M87 протекают относительно медленно, позволяя телескопам «набрать» достаточный объем последовательных кадров. Однако сложность задачи не ограничивается сбором данных. Из-за колоссального объема информации, собранной во время наблюдений, обработка потребует многих месяцев. В частности, жесткие диски с данными, полученными, в том числе, с антарктических станций, можно будет доставить на обработку в ведущие центры в Германии и США только после наступления антарктического лета.

Этот будущий видеоматериал, по сути, станет кульминацией многолетних усилий по развитию технологий радиоастрономии и вычислительных методов. Он не только углубит понимание природы гравитации в экстремальных условиях, но и послужит важным этапом в развитии нашего инструментария для изучения самых загадочных явлений Вселенной.