Изображение черной дыры, составленное в 2019 году в результате масштабной работы «Телескопа горизонта событий», не показывает свечение самой черной дыры, поскольку эти объекты не излучают свет напрямую. И в отличие от менее подробных изображений сверхмассивных черных дыр, которые у нас есть, это свечение — не результат струй плазмы или кольца раскаленного газа. Это радиоизлучение, которое фокусирует черная дыра.
Черная дыра в галактике М87 окутана светом облака газа, в том числе, радиоизлучением, пишет Universe Today. Когда отдельный луч проходит рядом с черной дырой, искривление пространства-времени вызывает существенное изменение направления, намного больше, чем если бы он проходил мимо звезды. Он может сделать поворот на 90 градусов или даже развернуться и направиться в обратную сторону. Чем ближе траектория луча к черной дыре, тем сильнее изменения.
Лучи света движутся мимо черной дыры со всех сторон, но мы видим только те, которые направлены на нас. Таким образом, черная дыра может служить очень мощной линзой. Следовательно, мы должны видеть тонкий круг света, или фотонное кольцо. Правая сторона кольца будет ярче из-за вращения черной дыры. Размер кольца зависит от массы черной дыры, а яркость более ярких областей зависит от скорости вращения.
Однако на изображении черной дыры М87 фотонного кольца нет, потому что пространство между ней и Землей не полностью пустое. Есть зоны холодного газа, проходя сквозь которые, свет рассеивается, делая изображение более размытым. Новое исследование как раз и устраняет эту проблему.
Диффузное сияние на изображении горизонта событий М87 говорит нам не только о черной дыре, но и о газе, окружающем черную дыру. И при помощи нового алгоритма визуализации международной команде астрономов удалось отделить от изображения картинку фотонного кольца.
Это исследование — пример современного подхода к астрономическим наблюдениям. Сейчас обсерватории собирают такое количество данных, что в них зачастую гораздо больше информации, чем кажется. По мере изучения методов их обработки ученые вскрывают все новые пласты информации, скрытые под поверхностью.
Международная команда физиков предприняла первую попытку понять, что такое черные дыры, что внутри них, откуда они берутся и что происходит на горизонте событий с помощью двух новейших технологий — квантовых вычислений и машинного обучения. Ученые считают, что ответы на эти вопросы могут быть получены при проверке голографического принципа, выдвинутого физиками в конце прошлого века.
