Подтверждено предсказание ученого НИЦ "Курчатовский институт" о существовании "тени" в центре нашей Галактики

В 2005 году физик-теоретик Александр Захаров и его соавторы предложили с помощью наблюдений подтвердить присутствие сверхмассивной черной дыры в Центре нашей Галактики и проверить предсказания общей теории относительности в сильном гравитационном поле. А. Захаров и его итальянские коллеги предположили, что в случае наличия черной дыры в Галактическом центре (ГЦ) наблюдатели в направлении на ГЦ увидят тень размером порядка 52 микроарксекунд. Работа была опубликована в журнале New Astronomy.

"Понятие "черная дыра" для теоретика и наблюдателя отличается, – поясняет ведущий научный сотрудник лаборатории физики плазмы и астрофизики НИЦ "Курчатовский институт" Александр Захаров (в 2005 г. – сотрудник ИТЭФ). – Для теоретика черная дыра – это определенная метрика, описывающая пространство-время и являющаяся "вакуумным" решением уравнений Эйнштейна с определенными свойствами. А для наблюдателя – темное пятно или, иными словами, тень, по размерам и форме которой можно определить ее спин и позиционный угол, характеризующий положение удаленного наблюдателя. Предполагая, что фотоны только искривляются гравитационным полем черной дыры, но не рассеиваются вблизи ее окрестности, мы описали размер и форму тени. Мы предположили: если, как считают астрономы, в Галактическом центре находится черная дыра с массой порядка 4 млн солнечных масс на расстоянии порядка 8 килопарсек от нас, эта тень должна быть размером порядка 50 угловых микросекунд".

Уже в наши дни, в мае 2022 г. участники проекта "Телескоп горизонта событий" (ТГС) сообщили о получении первого изображения сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. ТГС – глобальная сеть телескопов с миллиметровым диапазоном длин волн, расположенных по всей планете, по сути такой интерферометр – виртуальный аналог гигантского телескопа размером с земной шар. В статье 2005 г. А. Захаров и его коллеги прогнозировали, что тень может быть обнаружена с помощью именно таких интерферометров.

"Поскольку в астрономических наблюдениях трудно отличить темную область и тусклую область со слабым распределением светимости, то форма и размер тени воспроизводятся по наблюдениям распределения ярких структур в окрестности черной дыры. Сейчас можно убедиться, что наблюдения ГЦ с использованием ТГС в апреле 2017 года и их последующая обработка, результаты которой были обнародованы в мае 2022 года, подтвердили наше предсказание", – рассказывает А. Захаров. Размер тени для этой черной дыры оказался порядка 52 угловых микросекунд – в полном соответствии с расчетами, сделанными в 2005 г.

По словам А. Захарова, обнаружение тени в центре нашей Галактики подтверждает существование там сверхмассивной черной дыры, а также дает новый тест для проверки предсказаний общей теории относительности А. Эйнштейна.