Новый телескоп "Спектр-М" сможет фотографировать сверхмассивные черные дыры

МОСКВА, 9 сен — РИА Новости.

Российская космическая обсерватория «Спектр-М», создаваемая в рамках проекта «Миллиметрон», сможет значительно повысить качество наблюдений за сверхмассивными черными дырами в центре нашей Галактики и в галактике М87. Новая система позволит получать изображения с более высокой точностью и, как ожидается, зафиксирует объекты, которые до сих пор были недоступны для прямого изучения, сообщил РИА Новости научный сотрудник Астрокосмического центра Физического института им. П. Н. Лебедева РАН Вячеслав Авдеев. Эти наблюдения могут стать важным шагом в исследовании экстремальных космических явлений и структуры пространства-времени.

По словам специалиста, возможности будущей обсерватории заметно превосходят то, что доступно современным инструментам. Благодаря более высокой чувствительности и улучшенному разрешению «Спектр-М» сможет детальнее рассмотреть окрестности черных дыр, их тени и особенности излучения вещества, которое разогревается до огромных температур перед падением в область горизонта событий. Это поможет астрономам лучше понять, как ведут себя такие объекты и как они влияют на окружающую среду.

В 2019 году телескоп горизонта событий — международный проект, объединяющий сеть радиотелескопов, работающих по принципу радиоинтерферометрии сверхдлинных баз, — впервые получил изображение сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Тогда же ученые смогли увидеть и тень черной дыры в центре Млечного пути. Новые российские наблюдения, по оценке экспертов, могут существенно расширить эти достижения и вывести исследование черных дыр на новый уровень.

Современные инструменты наблюдения продолжают стремительно развиваться, и это открывает новые возможности для изучения самых загадочных объектов Вселенной. По словам Авдеева, прибор, подобный разрабатываемому сейчас «Миллиметрону», позволит получить изображения известных черных дыр с качеством примерно в десять раз выше, чем раньше. Кроме того, он сможет обнаружить и изучить несколько черных дыр в других галактиках, которые сегодня остаются недоступными для телескопа горизонта событий.

При этом непосредственное обнаружение черных дыр считается сравнительно новым и довольно редким методом их исследования, отметил ученый. Такой подход особенно важен, потому что позволяет не только косвенно судить о существовании этих объектов по их влиянию на окружающее пространство, но и получать более наглядные данные о структуре и поведении черных дыр.

Первые кандидаты на роль черных дыр были выявлены в двойных звездных системах, где одна из звезд в процессе эволюции превратилась в черную дыру. Подобные наблюдения стали важным этапом в развитии астрономии, поскольку помогли ученым лучше понять, как формируются черные дыры, как они взаимодействуют с соседними звездами и каким образом можно обнаруживать их в космосе. Сегодня подобные исследования продолжаются, а новые телескопы и технологии обещают существенно расширить наши знания о самых плотных и таинственных объектах во Вселенной.

Со временем и вторая звезда в двойной системе может начать превращаться в гиганта, и тогда часть ее вещества устремляется к находящейся рядом черной дыре. Это вещество не падает на нее мгновенно, а закручивается вокруг, образуя чрезвычайно горячий аккреционный диск, температура которого может достигать миллионов градусов. Именно такой диск излучает особенно ярко в рентгеновском диапазоне, благодаря чему подобные объекты можно обнаружить на больших расстояниях. Классическим примером подобной черной дыры Авдеев назвал объект Лебедь X-1.

Кроме того, черные дыры можно выявлять и по особенностям движения соседних небесных тел. Особенно это заметно в двойных системах, где один из компонентов невидим, но при этом сильно влияет на движение звезды-спутника. В таких случаях создается впечатление, что звезда обращается вокруг какого-то компактного, но скрытого объекта, который нельзя увидеть напрямую. Именно по этим косвенным признакам астрономы и делают вывод о наличии черной дыры.

Астрономы уже давно обращают внимание на то, как ведет себя вещество рядом с очень плотными космическими объектами, поскольку именно такие наблюдения помогают понять их природу. Если речь идет о нейтронной звезде или белом карлике, то у них есть твердая поверхность, и падающее на нее вещество обычно должно оставлять заметные следы. Поэтому, если никаких признаков поверхности не наблюдается, это становится весомым аргументом в пользу того, что перед нами объект, чрезвычайно похожий на черную дыру, а возможно, и настоящая черная дыра. Как отметил специалист, именно отсутствие видимой поверхности считается одним из ключевых признаков подобных объектов.

К таким методам можно отнести и исследование движения звезд и газа вокруг предполагаемой черной дыры, добавил Авдеев. Этот подход особенно важен при изучении сверхмассивных черных дыр, которые находятся в центрах галактик. Например, в центре Млечного Пути наблюдаются звезды, движущиеся с очень большими скоростями, что указывает на присутствие там чрезвычайно массивного и компактного объекта. За время наблюдений некоторые из этих звезд успевают завершить полный оборот вокруг центра, и по их орбитам ученые могут довольно точно оценивать массу скрытого объекта.

Наблюдения за такими движениями позволяют не только подтвердить существование черной дыры, но и понять, как она влияет на окружающее пространство. Чем ближе объект к центру гравитационного притяжения, тем сильнее его траектория и скорость меняются под действием огромной массы. Именно поэтому изучение орбит звезд, вспышек излучения и поведения газа вокруг компактных объектов остается одним из самых надежных способов их обнаружения. В совокупности все эти данные формируют достаточно убедительную картину, которая помогает ученым отличать черные дыры от других плотных космических тел.

Переписанный текст:

Кроме того, было замечено, что они обращаются вокруг области, где не наблюдается видимого вещества. Если вычислить массу этого «пустого» участка, она окажется равной миллионам солнечных масс, что полностью соответствует сверхмассивной чёрной дыре, расположенной в центре нашей Галактики. Это ещё раз подтверждает, насколько мощные и необычные процессы происходят в её ядре.

Запуск космической обсерватории «Спектр-М» в рамках проекта «Миллиметрон» запланирован на 2035 год. Этот аппарат будет вести наблюдения во Вселенной в миллиметровом диапазоне волн, что позволит получать данные о самых разных космических объектах. Телескоп сможет исследовать термодинамические процессы во Вселенной, а также наблюдать планеты и астероиды, находящиеся в пределах Солнечной системы. Благодаря таким наблюдениям учёные надеются глубже понять строение и эволюцию космоса, а также уточнить характеристики уже известных небесных тел.

Источник и фото - ria.ru