Това е първото изображение на магнитните полета на черна дупка в центъра на Млечния път

Преди 7 години беше стартиран грандиозен експеримент за получаване на първите снимки на черна дупка. Чак сега обаче можем да видим първото такова изображение – то е на свръхмасивната черна дупка M87, последвано от изображение на много по-малката черна дупка в центъра на нашата галактика – Стрелец А* (Sgr A*). И това не е краят на историята.

Трябва да се каже, че черните дупки M87* и Sgr A* са в противоположните краища на скалата на масите на тези обекти. Черната дупка в центъра на нашата галактика има само 2,6 милиона слънчеви маси (4,3 според други източници), което я противопоставя на M87* с маса 6 милиарда слънчеви маси. Съответно те имат сходно различна динамика.

Черната дупка M87*, която е на разстояние 55 млн. светлинни години от нас може да бъде заснета със скорост на затвора от няколко дни и дори седмици, докато по-малката и по-коварна черна дупка Sgr A* макар да е само на 27 хил. светлинни години, тя трябва да бъде заснета със скорост на затвора от няколко минути до няколко часа, в противен случай не могат да се получат ясни структури в изображението.

Що се отнася до техниката за получаването на тези изображения, трябва да се разбере, че е невъзможно да се видят директно обектът и неговата сянка. Обектът по принцип е недостъпен за регистриране в който и да е електромагнитен диапазон, но сянката му – материята, заобикаляща черната дупка в акреционния диск, изхвърлена в пространството от електромагнитните полета на черната дупка може лесно да се наблюдава в радиодиапазона. Проблемът тук е в ниската разделителна способност на отделните радиотелескопи, затова за получаване на изображения на черната дупка е създаден „Телескоп на хоризонта на събитията“ (Event Horizon Telescope, EHT).

Радиоданните, за разлика от оптичните данни (условно – снимки) са достатъчно лесни за обединяване в един масив. Поради това е възможно да се проследи черната дупка от много телескопи едновременно, и то не непременно напълно синхронно. Необходимо е било само прецизно да се сравнят данните от наблюденията, например с помощта на атомни часовници или GPS сигнали. След това твърдите дискове с резултатите се събират на едно място и се обработват като един масив.

Изображението на М87* беше сглобено от данните сравнително бързо – още през 2019 година. Обработката на данните за черна дупката Sgr A* обаче отне 5 години. Първото изображение беше публикувано едва през 2022 година. Това било като да получите ясен кадър на дърво при силен вятър, оплакаха се учените, но те успяха и изображенията се оказаха доста сходни, въпреки огромните разлики в масата на обектите.

След това учените наблюдават M87* в поляризирана светлина и синтезират снимка на електромагнитните полета около този обект. Полученото за първи път в поляризирана светлина изображение на магнитните полета на черната дупка Стрелец А* се оказа много, много подобно на същото изображение на М87*. От това учените заключават, че макар М87 и Стрелец А* да са напълно различни черни дупки, те много си приличат.