Лунные телескопы изменят астрономию: новые горизонты для изучения черных дыр

По информации сообщает Pravda.Ru, международная команда ученых из Китая и Германии предложила радикально новый подход к исследованию черных дыр. Они планируют создать уникальную систему радиотелескопов, один из которых будет установлен на поверхности Луны. Такой шаг позволит астрономам преодолеть ограничения, связанные с размерами Земли, и получить доступ к наблюдению объектов, которые до сих пор оставались вне досягаемости.

Современные методы наблюдения, такие как проект EHT, уже позволили получить изображения теней двух сверхмассивных черных дыр. Однако дальнейший прогресс уперся в физический предел: максимальная длина базы интерферометра ограничена диаметром нашей планеты. Это значит, что большинство черных дыр на небе для наземных телескопов остаются неразличимыми точками.

Размещение радиотелескопа на Луне или в ее окрестностях увеличит расстояние между элементами системы почти в тридцать раз - до 384 тысяч километров. Благодаря этому угловое разрешение возрастет до рекордных значений, и ученые смогут рассмотреть детали, которые раньше были недоступны. По расчетам, новая система позволит наблюдать тени десятков черных дыр, а не только двух, как сейчас.

Главная задача - различить структуру вокруг горизонта событий. Для этого используется анализ коррелированных сигналов, который позволяет выявить характерные особенности кольцевых структур. Если амплитуда сигнала падает до нуля на определенной длине базы, это указывает на наличие кольца - ключевого признака тени черной дыры. Моделирование показало, что с лунным телескопом такие особенности можно будет обнаружить у ряда объектов, которые для наземных систем остаются неразрешимыми.

В список приоритетных целей попали шесть галактик, среди которых особенно выделяется M104 - галактика Сомбреро. Ее черная дыра обладает массой почти в миллиард солнечных, а расстояние до нее позволяет получить четкое изображение даже с относительно небольшой антенной. Для более слабых источников потребуется антенна диаметром до 100 метров, что ставит перед инженерами серьезные задачи по охлаждению и снижению шумов оборудования.

Ученые рассмотрели различные варианты размещения лунного телескопа: от экватора до Южного полюса. Оказалось, что экваториальные позиции обеспечивают наилучшее покрытие для наблюдения большинства интересующих объектов. Кроме того, меняющееся положение Луны относительно Земли позволит получать данные под разными углами, что повысит качество реконструкции изображений.

Одна из ключевых целей проекта - проверить фундаментальные законы физики в экстремальных условиях. Наблюдение фотонных колец, которые формируются вокруг черных дыр, даст возможность проверить предсказания общей теории относительности. Любые отклонения от расчетных параметров могут привести к пересмотру современных представлений о гравитации.

Реализация лунного радиоинтерферометра откроет путь к изучению черных дыр промежуточной массы, что поможет понять эволюцию галактик. Проект уже опирается на существующие космические программы и может быть реализован в ближайшие годы. Таким образом, астрономия стоит на пороге новой эры, когда загадки Вселенной станут чуть ближе к разгадке.