Дослідники знайшли спосіб кардинального збільшення якості знімків чорних дір

Mar 26 7:00 2020 Друк цієї статті

А буквально днями дослідницька група з Центру астрофізики Гарварду-Смітсона (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, CfA) анонсувала новий метод, який дозволить в майбутньому кардинально збільшити якість подібних знімків, збільшивши пропорційно і кількість міститься в них корисної інформації. Це, в свою чергу, дозволить нам дізнатися набагато більше про загадкових космічних об'єктах, якими і є чорні діри.

"Кожне з зображень чорної діри насправді містить серію вкладених кілець приблизно одного і того ж діаметру" - пояснює Майкл Джонсон (Michael Johnson), один з дослідників, - "Зі збільшенням рівня вкладеності" кільце стає більш тонким і більш чітким із-за того, що цей світ встиг зробити більшу кількість обертів навколо чорної діри, перш ніж вирушити в бік спостерігача. Нинішнє зображення, отримане за допомогою телескопа EHT, є лише загальною інтегральною картиною, в якій присутні тільки деякі натяки на складну природу навколишнього середовища біля чорної діри".

Оскільки чорні діри своєю гравітацією заманюють фотони світла в пастку горизонту подій, вони відкидають тінь на навколишнє їх хмара надгарячого і дуже яскраво світиться газу. Навколо цієї тіні формується свого роду фотонна кільце, що складається з фотонів, що рухаються навколо чорної діри і сфокусованих її гравітацією. А в розмірі і формі цього кільця "закодовано" велику кількість корисної інформації щодо розмірів, маси, швидкості і напрямку обертання цієї чорної діри.

"Нас здивувало те, що вкладені кільця, що оточують чорні діри, практично непомітні навіть на самих високоякісних з наявних зображень, отриманих розподіленими системами, до яких можна віднести і телескоп EHT" - розповідає Майкл Джонсон, - "Адже світло від цих кілець є дуже потужним і чітким сигналом для телескопів, оснащених високочутливими интерферометрами. Сила сигналу від фотонних кілець чорної діри настільки велика, що їх зможуть розрізнити навіть два телескопа, віднесені на значну відстань одна від одної. І в даному випадку це зажадає підключення до телескопа EHT одного будь-якого з наявних космічних телескопів".

Якщо метод поліпшення якості зображень чорних дір, запропонований вченими CfA, буде схвалений, реалізований і принесе практичні результати, то у вчених з'являться перші дані, які або підтвердять або спростують багато з існуючих теорій. "Фізика чорних дір завжди була більше гарною теоретичною наукою, тепер же все це може переміститися в експериментальну бік" - розповідає Алекс Лупсаска (Alex Lupsasca), вчений-астрофізик, - "Ми всі будемо раді отримати реальні дані про космічні об'єкти, про яких раніше ми думали тільки з абстрактно-теоретичної точки зору".