Международная команда астрономов провела серию новых наблюдений за черной дырой в галактике Messier 87 (M 87). Сопоставление данных наблюдений за разные годы подтвердило существование условий, предсказанных общей теорией относительности Эйнштейна.
Об исследовании рассказывает Sci News. В апреле 2019 года коллаборация EHT сообщила о первых в истории полученных изображениях черной дыры. Речь шла об объекте M87*, расположенном в гигантской эллиптической галактике M 87. В текущем исследовании астрономы представили новые изображения M87*, которые доказали, что предсказания общей теорией относительности Эйнштейна верны.
Издание отмечает, что некоторые предсказания Эйнштейна в земных условиях проверить физически невозможно. Но наблюдения за черной дырой такой шанс ученым дали. Они сравнили снимки, которые были сделаны в апреле 2017 и в апреле 2018 года. Именно они и были опубликованы в 2019-м. На первом снимке ученые заметили яркое эмиссионное кольцо.
Общая теория относительности предсказывает, что диаметр такого кольца должен оставаться неизменным из года в год. Поэтому ученые сравнили снимки, сделанные с перерывом в один год. Оказалось, что изображение M87*, полученное в 2018 году, удивительно похоже на то, что астрономы видели в 2017 году. На нем запечатлено яркое кольцо того же размера, с темной центральной областью и одной стороной кольца ярче другой.
Проще говоря, ученые наблюдали тень черной дыры и материал, вращающийся вокруг нее. Стабильность измеренного диаметра на изображениях 2017 и 2018 года убедительно подтверждает вывод о том, что M87* укладывается в рамки общей теорией относительности.
"Одним из замечательных свойств черной дыры является то, что ее радиус сильно зависит только от одной величины - ее массы, - говорит соавтор исследования Нитика Ядлапалли Юрк. - Поскольку M87* не аккрецирует материал, который увеличил бы ее массу, с быстрой скоростью, общая теория относительности говорит нам, что ее радиус останется практически неизменным на протяжении всей истории человечества. Очень интересно видеть, что наши данные подтверждают это предсказание".
Ученые отмечают, что размер тени черной дыры не изменился, но расположение самой яркой области вокруг кольца изменилось существенно. Она повернулась примерно на 30 градусов против часовой стрелки и остановилась в нижней правой части кольца. Впрочем, такое смещение та же исследовательская группа предсказала, получив еще самый первый снимок. Таким образом, наблюдения за черной дырой M87* подтвердили уже два научных предсказания.
"Хотя общая теория относительности утверждает, что размер кольца должен оставаться довольно фиксированным, излучение турбулентного, беспорядочного аккреционного диска вокруг черной дыры заставит самую яркую часть кольца двигаться вокруг общего центра, - пишут исследователи. - Количество таких колебаний, которые мы наблюдаем с течением времени, - это то, что мы можем использовать для проверки наших теорий о магнитном поле и плазменной среде вокруг черной дыры".