Как выглядит черная дыра?
10 апреля 2019 года ученые из международного проекта «Телескоп горизонта событий» смогли получить изображение горизонта событий — видимой части сверхмассивной черной дыры внутри галактики Мессье 87 в созвездии Девы. В начале апреля 2020 года той же команде ученых удалось получить другой уникальный снимок: самое близкое и подробное фото черной дыры.
На снимке, сделанном в 2020 году и опубликованном на сайте проекта, запечатлены выбросы сверхмассивной черной дыры с извергаемой из нее мощной релятивистской струей (явление, которое происходит, когда материя падает в черную дыру и часть вещества ускоряется почти до скорости света) в центральной области квазара 3C 279. Астрономический объект находится в пяти миллиардах световых лет от Земли и считается чрезвычайно ярким.
Что такое горизонт событий?
Черная дыра — это область пространства-времени с настолько сильной гравитацией, что покинуть ее не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, включая и кванты самого света. Поэтому видимой является лишь граница этой области, которая называется горизонтом событий, или тенью черной дыры. Еще в 1915 году в Общей теории относительности физик-теоретик Альберт Эйнштейн предсказывал, как она может выглядеть, но получить изображение горизонта событий ученые смогли лишь сто с лишним лет спустя.
Как получили изображение тени черной дыры?
10 апреля 2019 года Национальным научным фондом США было опубликовано изображение тени черной дыры внутри галактики Мессье 87, расположенной на расстоянии 54 млн световых лет от Земли.
Мессье 87 (также ее называют Дева A) — это гигантская эллиптическая галактика, вторая по яркости среди галактик в Скоплении Девы. В ее центре расположена сверхмассивная черная дыра, одна из крупнейших известных на данный момент: ее масса составляет порядка 6,5 миллиарда масс Солнца.
Изображение смогли получить благодаря проекту «Телескоп горизонта событий» («Event Horizon Telescope»). Это проект, созданный для наблюдения за сверхмассивными черными дырами, образующими ядра большинства галактик. Он включает в себя восемь радиотелескопов, расположенных по всему миру. Эти радиотелескопы на разных континентах решили объединить в большой «виртуальный телескоп» — интерферометр. Он дает возможность наблюдать объект одновременно с разных точек. Астрофизики вели наблюдения в течение недели в апреле 2017 года, получая примерно по 350 терабайт данных каждый день. Обработка информации заняла два года. 
Что изображено на получившемся фото?
Размеры горизонта событий черной дыры пропорциональны ее массе, соответственно, чем массивнее черная дыра, тем больше ее тень. Как поясняется на сайте Европейской южной обсерватории, благодаря своей огромной массе и относительной близости к Земле черная дыра в центре галактики Mессье 87 является для земного наблюдателя одной из крупнейших по своим угловым размерам.
Эйнштейн в Общей теории относительности предсказывал, что тень черной дыры должна выглядеть как темный круг, окруженный полумесяцем из яркого света. Судя по полученному снимку, предсказания ученого подтвердились.
На фото видно красноватое свечение в виде полумесяца, это и есть горизонт событий. Как пояснял научный консультант проекта «Телескоп горизонта событий» Хайно Фальке, окружающее черную дыру огненное кольцо — это устремляющийся в нее горячий газ, разогретый до огромных температур. Сама же черная окружность — это область внутри горизонта событий, откуда свет вырваться уже не может.
Фальке отмечал, что сфотографированная тень черной дыры выглядит как врата ада. «Создается ощущение, что ты смотришь на врата ада, на конец пространства и времени, на точку невозврата», — говорил он на пресс-конференции в Национальном научном фонде.
Ученый добавил, что он также никогда не верил в то, что черная дыра в галактике Мессье 87 может обладать такими гигантскими размерами, как показывали предварительные расчеты (порядка 100 миллиардов километров в диаметре). «Я никогда не верил в то, что черная дыра в галактике M87 обладает столь большими размерами, как показывали наши расчеты. Когда я увидел эту фотографию, я воочию убедился в этом. Кольцо огня, которое можно увидеть на этом снимке, порождено огромной силой гравитации этого объекта», — признался Фальке.
