В това тъмния център, около който се върти цялата наша галактика, се намира свръхмасивна черна дупка, наречена Стрелец A*, чиято маса е приблизително 4,3 милиона пъти по-голяма от масата на Слънцето. Учените успяха да докажат присъствието ѝ и да я измерят въз основа на движенията на обекти около нея, но никога не сме виждали самия обект.

Досега. Това изображение в горната част на екрана – изглеждащо като великолепна размазана оранжева поничка, е прахът наоколо и сянката на самия Sgr A*, видян от човечеството за първи път, благодарение на упоритата работа на колаборацията Event Horizon Telescope.

"Бяхме зашеметени от това колко добре размерът на пръстена се съгласува с прогнозите от теорията на общата теория на относителността на Айнщайн", каза ученият от проекта EHT Джефри Бауър от Academia Sinica в Тайпе.

"Тези безпрецедентни наблюдения значително подобриха нашето разбиране за това, което се случва в самия център на нашата галактика, и предлагат нови прозрения за това как тези гигантски черни дупки взаимодействат със заобикалящата ги среда."

Постижението идва три години след като колаборацията пусна първото изображение на сянката на черна дупка, получено някога - супермасивна черна дупка, наречена M87*, с маса 6,5 милиарда пъти масата на Слънцето, в центъра на галактика, намищаща се на 55 милиона светлинни години от нас.

Sgr A* е значително по-близо до нас, на разстояние около 25 800 светлинни години. Но двете черни дупки представляват много различни предизвикателства.

Опитът за изобразяване на черна дупка е опит за изобразяване на невидимото. Черните дупки не излъчват радиация, която можем да открием. Те са толкова плътни, че след определена точка, известна като хоризонт на събитията, дори светлината, най-бързото нещо във Вселената, не може да се измъкне от тяхното гравитационно привличане.

M87* е това, което наричаме активно галактическо ядро. Това означава, че се храни – заобиколена от огромен диск от прах и газ, който се изтегля в черната дупка. Безумното триене и гравитация нагряват този материал, така че той свети ярко. Това виждаме на снимката на M87*, със сянката на черната дупка в центъра на светещия материал.

Стрелец A* може да е по-близо, но не е толкова активен. Всъщност, ако Sgr A* беше човек, той би консумирал еквивалента на оризово зърно на всеки милион години.

Освен това галактическият център на Млечния път е пълен с гъст прах, който закрива голяма част от това, което се съдържа в него.

По-рано учените откриха облак от газ, обикалящ около Sgr A*, акреционен диск на черната дупка, но той е сравнително хладен и свети много по-слабо. Освен това, тъй като черната дупка е по-малка, орбиталният период на диска е по-малък, което означава, че светлината се променя в много бързи времеви мащаби.

"Газът в близост до черните дупки се движи със същата скорост – почти толкова бързо, колкото светлината, около Sgr A* и M87*", каза астрономът Чи-кван Чан от Университета на Аризона.

"Но докато на газа отнема дни до седмици, за да обиколи по-големия M87*, в много по-малкия Sgr A* той завършва орбита само за минути. Това означава, че яркостта и моделът на газа около Sgr A* се променят бързо, както в EHT Collaboration наблюдавах – малко като опит да направя ясна снимка на кученце, което бързо гони опашката си."

Event Horizon Telescope комбинира осем телескопа от цял ​​​​свят, които работят заедно в нещо, което по същество е телескоп с размерите на Земята, с грандиозна разделителна способност.

Хиляди изображения са направени по време на кампания за наблюдение през 2017 г., при което са получени шест терабайта данни. Тези данни трябваше да бъдат обработени и анализирани - процес, който отне години и разработването на нови алгоритми за компенсиране на бързата променливост.

Учените ще обработват невероятните резултати още известно време.

Свръхмасивните черни дупки са космическа мистерия. Не знаем как успяват да станат толкова големи – Sgr A* всъщност е доста дразнещ за един от тези гиганти, или как са се формирали на първо място, в зората на времето. Те обаче са основни двигатели в еволюцията на космоса. Около тях се въртят цели галактики, те контролират образуването на звезди, дори извън техните собствени галактики.

Свръхмасивните черни дупки, които обикновено изучаваме, са активни, като M87*. Това е така, защото материалът в пространството около тях излъчва светлина, а магнитните полета на черните дупки могат да ускорят струите в междугалактическия космос 

Спокойствието на Sgr A* може да го е направило по-предизвикателно за изобразяване, но точно тази характеристика го прави необикновен като обект на изследване. Тъй като не пламти от светлина като по-активна черна дупка, може да успеем да видим средата около нея малко по-ясно, което от своя страна може да ни даде по-добър прозорец към физиката на хоризонта на събитията.

Това може да ни помогне да разберем всички видове загадки на черната дупка, като например как работи натрупването, как се изстрелват струи, дори дали общата теория на относителността е описала точно екстремното пространство-време в близост до черна дупка.

Удивително е, че двете черни дупки изглеждат много сходни. Това, казаха изследователите, означава, че можем да направим определени изводи за черните дупки.

"Имаме два напълно различни типа галактики и две много различни маси на черни дупки, но близо до ръба на тези черни дупки те изглеждат невероятно сходни", каза астрономът Сера Маркоф ​​от Научния съвет на EHT към университета в Амстердам в Холандия.

"Това ни казва, че общата теория на относителността управлява тези обекти отблизо и всички разлики, които виждаме, трябва да се дължат на разликите в материала, който заобикаля черните дупки."

Новото изображение отваря нова врата за изучаване на тези екстремни обекти. Едно изображение на черна дупка е невероятно. Две означава, че не само първият резултат беше реален, но и сега имаме точка за сравнение, за да разберем как работят тези невероятни, екстремни обекти.

"Сега можем да проучим разликите между тези две свръхмасивни черни дупки, за да получим ценни нови улики за това как работи този важен процес", каза астрофизикът Кейичи Асада от Academia Sinica.

"Имаме изображения за две черни дупки – една в големия край и една в малкия край на свръхмасивните черни дупки във Вселената – така че можем да отидем много по-далеч  от всякога в тестването как гравитацията се държи в тези екстремни среди."

Новите резултати са публикувани в специален брой на The Astrophysical Journal Letters.