Ейнштейн мав рацію: астрономи довели існування чорної діри у центрі нашої галактики

• 12 травня 2022 року астрономи оприлюднили перше в історії зображення чорної діри Стрілець А* у центрі Чумацького шляху.
• Раніше вчені лише підозрювали, що у ядрі нашої галактики може знаходитися сингулярність, а тепер їм вдалося це довести.
• Сфотографувати увесь космічний об’єкт неможливо, тому на зображенні видно лише його краї, але для науки це має величезне значення.

Астрономи довели, що у центрі нашого Чумацького шляху знаходиться надмасивна чорна діра. Їй дали назву Стрілець А*. Раніше про існування такої сингулярності вчені лише здогадувалися, але довести не могли. Утім тепер людство змогло побачити перше в історії зображення цього космічного об’єкта. Це доводить загальну теорію відносності, сформульовану фізиком Альбертом Ейнштейном ще у 1916 році.

Заборона розповідає про надважливе досягнення вчених, що наблизило їх до розкриття таємниці утворення галактик.

Вчені вперше сфотографували чорну діру Стрілець А*

12 травня 2022 року астрономи оприлюднили перше зображення надмасивної чорної діри Стрілець А*, яка знаходиться в центрі нашої галактики Чумацький Шлях, повідомили на сайті Європейської південної обсерваторії (ESO).

Раніше вчені бачили зірки, які обертаються навколо чогось невидимого і дуже масивного в центрі Чумацького Шляху. Вони припускали, що цей об’єкт є чорною дірою. Опубліковане зображення є першим прямим візуальним доказом її існування.

Зображення було створено глобальною дослідницькою групою під назвою Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration, у якій беруть участь понад 300 дослідників з Африки, Азії, Європи, Північної та Південної Америки. Міжнародний проєкт працює над отриманням детальних зображень чорної діри за допомогою надпотужних телескопів, розміщених в обсерваторіях по усьому світу.

Саму чорну діру побачити неможливо, оскільки вона повністю темна, тому астрономам вдалося сфотографувати хмару гарячого газу навколо неї. На світлині чітко окреслена темна центральна область, оточена яскравим газовим кільцем. Світло, яке газ випромінює завдяки надвисокій температурі, переломлюється завдяки потужній гравітації чорної діри.

«Ми були приголомшені тим, наскільки добре розмір кільця узгоджується з передбаченнями загальної теорії відносності Ейнштейна. Ці безпрецедентні спостереження значно покращили наше розуміння того, що відбувається в самому центрі нашої галактики, і дали нове уявлення про те, як гігантські чорні діри взаємодіють зі своїм оточенням», — сказав вчений проєкту EHT Джеффрі Бауер.

Стрілець А* vs M87*: порівняння чорних дір

Чорна діра Стрілець А* у чотири мільйони разів масивніша за наше Сонце і знаходиться на відстані приблизно 27 000 світлових років від Землі, тому з нашої планети її зафіксувати так само складно, як розгледіти пончик на Місяці.

Дослідникам знадобилося близько 25 років, щоб розробити методи, які дозволили телескопам у всьому світі діяти як одне гігантське «око» у 3 мільйони разів гостріше, ніж людське.

У рамках програми EHT у 2019 році вдалося зробити зображення іншої чорної діри під назвою M87*, яка розташована в центрі віддаленої галактики Messier 87.

Дві чорні діри виглядають надзвичайно схожими, хоча сингулярність нашої галактики у понад тисячу разів менша. 

«У нас є два абсолютно різних типи галактик і дві дуже різні маси чорних дір, але по краю вони дивовижно схожі. Це говорить нам, що загальна теорія відносності керує цими об’єктами і будь-які відмінності, які ми бачимо, повинні бути пов’язані з відмінностями в матеріалі, який оточує ці космічні об’єкти», — каже співголова наукової ради EHT і професор теоретичної астрофізики в Університеті Амстердама Сера Маркофф.

Сфотографувати Стрілець А* виявилося значно складніше. Газ навколо чорних дір рухається з однаковою швидкістю (майже зі швидкістю світла). Але, щоб обігнути M87*, газу потрібно від кількох днів до цілих тижнів, а у набагато меншому Стрільці A* процес займає кілька хвилин. 

«Це трохи нагадувало спробу зробити чітке зображення цуценяти, який швидко ганяється за хвостом», — пожартував вчений EHT Чі-Кван Чан з Університету Аризони у США.

Два різні зображення чорних дір допоможуть астрономам вивчити ці космічні об’єкти, які досі є загадкою для науки, а також дослідити як поводиться газ навколо надмасивних чорних дір. Вважається, що цей процес відіграє ключову роль у формуванні галактик.

Підтвердження теорії Ейнштейна: пояснення

Зображення чорної діри у нашій галактиці підтверджує загальну теорію відносності відомого фізика Альберта Ейнштейна, запропоновану ще у 1916 році. Вона пояснює дію гравітації у різних зовнішніх умовах. Так, теорія працює навіть для опису гравітаційної взаємодії тіл, що рухаються зі швидкостями, що наближаються до швидкості світла. Для прикладу, попередня теорія гравітації Ісаака Ньютона у таких випадках не діяла. 

Теорія Ейнштейна буквально випередила час та стала основою для теорії Всесвіту.

Зокрема, вчений представив низку рівнянь, завдяки яким вдалося передбачити невідомі до цього явища. Теорія дозволила не просто пояснити, а спрогнозувати існування більшості космічних об’єктів, серед яких є й чорні діри. Парадоксально, однак сам Ейнштейн у них не вірив.

Раніше Заборона розповідала про запуск найдорожчого за всю історію людства телескопа James Webb. За його допомогою астрономи досліджують планети, які перебувають за межами нашої Сонячної системи.