Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы - Фальке Хайно

Незадолго до выхода этой десятилетней программы, во время ежегодной конференции Американского астрономического общества (AAS), проходившей в Калифорнии в городе Лонг-Бич, Доулман организовал семинар, куда пригласил и меня. Целью семинара была демонстрация широкой международной поддержки таких планов.

Во время короткого перерыва между заседаниями я подсел к Доулману и Дэну Маррону. Маррон в то время работал в Чикаго, а позднее перебрался в Аризону. В последующие несколько лет я еще яснее осознал важность хорошего маркетинга для научного предприятия, подобного нашему. Но тогда у нашего проекта не было даже яркого, запоминающегося названия. Никто, кроме нескольких фанатичных умников, точно не знает, что это за штука – “субмиллиметровая антенная система для РСДБ”. “Это не дело! Нам срочно нужно придумать что‐то, привлекающее внимание”, – сказал я собравшимся и предложил название: Event Horizon Array (“Антенная система горизонта событий”). После оживленной дискуссии мы сошлись на Event Horizon Telescope – “Телескоп горизонта событий”, или сокращенно EHT. Название – наш символ, наш бренд – родилось за чашечкой кофе, во время тех перерывов, которые зачастую дают больше, чем полноценные лекции, и бывают более продуктивными.

Позднее некоторые из участников этого семинара написали для Astro2010 статью с изложением стратегии будущих исследований[138]. Здесь наш проект впервые был официально представлен под своим новым именем.

Теперь в Америке деньги нам стали выделяться несколько щедрее, да и радиоастрономы в Бонне тоже активизировали свое участие в новых РСДБ-экспериментах с телескопами IRAM в Испании и Франции. В работу включился и новый телескоп Атакамский исследовательский эксперимент (APEX) в Чили. Затем, в 2011 году, настала очередь Нидерландов. В один прекрасный день в начале лета мне неожиданно позвонил Йозеф Энгелен – в прошлом директор по науке Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), а теперь председатель Нидерландской организации научных исследований (NWO). Мы были знакомы благодаря моим работам по космомикрофизике. “Надеюсь, ты сидишь”, – начал он. Удивленный, я встал. “Дорогой Хайно! – сказал он веско. – Я звоню, поскольку сам хотел сообщить тебе, что в этом году за работу с LOFAR и визуализацию черных дыр тебе присуждена премия Спинозы”. Это звучало очень здорово, но что такое премия Спинозы? Как у иностранца у меня были досадные пробелы в знаниях. К счастью, прежде чем я успел задать вопрос, он объяснил: “По сути, это голландская Нобелевская премия!”. На мгновение у меня возник соблазн спросить, не звучит ли это так же, как “нидерландский чемпионат мира”, но я удержался. “Она гораздо больше Нобелевской премии, – продолжал он. – Ты получишь 2,5 миллиона евро”. Теперь я наконец‐то сел. Энгелен добавил: “Ты можешь использовать премиальные деньги как хочешь. Конечно, не на личные нужды, а на исследования”. Разумеется, я уже знал, на что потрачу эту премию.

Построение Телескопа горизонта событий

Через несколько месяцев, прихватив, так сказать, чемодан денег, я отправился в Тусон, Аризона, на первое международное стратегическое совещание, посвященное Телескопу горизонта событий. Большой телескоп ALMA в Чили был наконец построен, и теперь все самые важные представители ключевых научных организаций и обсерваторий должны были собраться вместе. Я встретился со многими друзьями и коллегами.

Мы подробно обсудили последние научные достижения в области теории. За последние годы очень возросли вычислительные возможности так называемых суперкомпьютеров. Если для составления прогноза погоды этим гигантским калькуляторам удается рассчитать направление движения масс воздуха вокруг Земли, то они способны и моделировать движение газа вокруг черной дыры. Подобный расчет можно выполнить GRMHD-методом. GRMHD – аббревиатура английского словосочетания general relativistic magnetohydrodynamics (релятивистская магнитогидродинамика). Звучит замысловато, и на самом деле так оно и есть. Вычисления методом GRMHD основаны на очень сложных моделях, описывающих поток намагниченной плазмы в искривленном, вращающемся пространстве-времени. Еще большее число программ необходимо, чтобы рассчитать, как происходит излучение радио- и световых волн, как они изгибаются и поглощаются горячими газами, окружающими черную дыру. Эти компьютерные расчеты дают гораздо более подробную картину, чем все наши расчеты в двухтысячные годы. Современные мегакомпьютеры “выдают” прекрасные, удивительно красивые изображения. Используя их вычислительные мощности, астрономы повсюду обнаруживали тени черных дыр, подтверждая тем самым наши основные гипотезы. Возникла целая “теневая индустрия”, и практически во всех моделях были видны тени и кольца света. Таким образом, на уровне теории было достигнуто полное согласие.

Меня поразили компетентность и отношение к работе молодого ученого Моники Мошчибродской. Диссертацию она защитила в Варшаве, в Астрономическом центре имени Николая Коперника, под руководством известного теоретика Бажены Черны, изучающей дисковую аккрецию, а практические навыки приобрела у Чарльза Гамми – одного из ведущих американских экспертов в области численного моделирования. Ее “прогноз погоды” для Стрельца A*[139] оказался одним из лучших. Прежде в этой области исследований доминировали исключительно мужчины, однако Моника хотела добиться успеха. Я предложил ей место в университете Неймегена и попросил набрать группу численного моделирования. Это трудное поле деятельности. Программирование, выполнение расчета и анализ результатов отнимают невероятное количество времени и энергии и требуют упорства, позволяющего проводить долгие одинокие часы за компьютером. Позднее Монике удалось усовершенствовать наши старые, построенные еще в 90‐е, модели струйных выбросов[140] и удивительно точно предсказать, как будет выглядеть изображение, полученное впоследствии с помощью EHT[141].

Еще одной новостью, о которой много говорили на конференции, были новые оценки масс Стрельца A* и черной дыры в M87, которые оказались больше, чем считалось ранее. Согласно новым оценкам получалось, что M87 весит не два миллиарда солнечных масс, а скорее три. Одна из групп исследователей даже утверждала, что эта черная дыра в 6 миллиардов раз тяжелее Солнца. Если это так, ее тень должна быть настолько большой, что нам удастся ее увидеть! Неужели теперь у нас есть два кандидата, с которыми можно работать? Черная дыра в M87 была все же несколько меньше, чем Стрелец A*, но зато она находится в северной части неба и ее легче наблюдать из Северного полушария, где расположено большинство наших телескопов. К тому же в этом случае нам не закрывает обзор Млечный Путь. Он не будет размывать изображение черной дыры в M87, а это значит, что одной проблемой окажется меньше. Ох! Это слишком хорошо, чтобы быть правдой. Я осторожничал. А вдруг это тот случай, когда веришь в то, во что хочешь верить? Слишком часто попытки оценить массы черных дыр в нашей Галактике заканчивались неудачами. Но попробовать все же стоило.

Дискуссии ученых на стратегической встрече в Тусоне проходили в зале заседаний, но параллельно шли и закулисные переговоры, на которых директора обсерваторий и ведущих научных организаций обсуждали разнообразные научно-политические вопросы. Я оказался меж двух огней, однако в конце концов нам удалось согласовать общий план действий. Основа единого глобального курса была заложена.

Теперь все выглядело серьезно, и нам требовались дополнительные средства. Поодиночке ни отдельные телескопы, ни даже большие обсерватории, такие как ESO и NRAO (Национальная радиоастрономическая обсерватория, США), не могли взять на себя финансирование проекта создания EHT, проведение научных исследований и анализ результатов. Имеющиеся ресурсы и персонал обсерваторий позволяли только поддерживать работу телескопов. Сейчас все зависело от нас, и надо было действовать. Но с чего начать?