Море и космос
Тень черных дыр исследовали сотрудники ИКИ РАН Геннадий Семенович Бисноватый-Коган и Олег Юрьевич Цупко. Об этом сообщили в прeсс-цeнтрe ИКИ РАН.
Результаты исследования размеров теней черных дыр на космологических расстояниях можно использовать для определения космологических параметров и уточнения модели эволюции Вселенной.
Считается, что в центре большинства галактик находится сверхмассивная черная дыра с огромной массой — миллионы или даже миллиарды масс Солнца. Сама черная дыра невидима, но она может быть «видима» как темное пятно на фоне других ярких источников. Такое пятно называется тенью черной дыры (black hole shadow, о том, как она возникает, можно прочитать ниже). В апреле 2019 года проект Event Horizon Telescope («телескоп горизонта событий») представил нашумевшую «фотографию» черной дыры — это были результаты наблюдений именно тени сверхмассивной черной дыры в галактике M87.
Основная проблема в наблюдении тени черной дыры — ее крайне малый угловой размер. Поэтому исследователям нужно было достичь очень высокого углового разрешения. Представители проекта Event Horizon Telescope приводят такой пример: разрешения, достигнутого в проекте, достаточно чтобы читать газету в Нью-Йорке, находясь в уличном кафе в Париже («enough to read a newspaper in New York from a sidewalk café in Paris»).
В работах сотрудников ИКИ, посвященных этой тематике, изучаются тени черных дыр, находящихся на очень далеких, как говорят, космологических расстояниях — в миллиарды световых лет. (Также в качестве меры удаленности объекта в расширяющейся Вселенной используется т.н. «красное смещение» его спектра z: чем оно больше, тем объект дальше от нас.)
Казалось бы, в силу большого расстояния тени таких черных дыр должны быть очень малы. Ведь в обычной жизни мы привыкли к тому, что чем дальше находится объект, тем меньше его угловой размер для нас. Однако на космологических расстояниях на распространении света начинает сказываться расширение Вселенной, а именно — на распространении лучей, идущих из окрестности черной дыры к нам.
Расширение Вселенной приводит к тому, что на больших расстояниях наблюдаемый угловой размер объекта начинает не уменьшаться, а увеличиваться с ростом красного смещения. Это приводит к тому, что тени от очень далеких черных дыр могут иметь достаточно большие угловые размеры, чтобы их можно было наблюдать с помощью телескопов следующих поколений, например, James Webb Space Telescope и «Миллиметрон».
Исследуя эту гипотезу, сотрудники ИКИ РАН Геннадий Семенович Бисноватый-Коган, руководитель лаборатории магнитоплазменных процессов в релятивистской астрофизике, и Олег Юрьевич Цупко, старший научный сотрудник лаборатории, получили связь ожидаемого углового размера тени с красным смещением (статья была опубликована в 2018 году при поддержке гранта РНФ 18-12-00378 в журнале Physical Review D).
Ранee сообщалось, что Россия разработала новые возможности управления в дальнем космосе.