Но шум по поводу этого открытия поднялся большой. Почему? Диаметр тени ЧД, как и ее размер (диаметр), однозначно связан с массой ЧД. Как конкретно связан и что понимать под "тенью" ЧД (термин весьма неудачный) - под катом.
ЧД обычно характеризуют радиусом ее горизонта событий (гравитационным радиусом). Этот радиус Rg = 2GM/c2, где М - масса ЧД, полностью находящаяся внутри сферы радиуса Rg. Понимать эту величину следует просто - для того, чтобы удалиться от ЧД с этого радиуса на бесконечность надо развить скорость (известную со школы вторую космическую скорость), равную скорости света.
Как и всякий массивный объект ЧД искривляет траектории лучей света (фотонов), загибая их к себе. Точно так поступает и Солнце, но в очень слабой степени. А ЧД - сильно. И чем ближе проходят траектории лучей к ЧД, тем сильнее она их загибает. Посмотрим на эту картинку:
На ней синяя сфера - ЧД радиуса Rg. И показан так называемый прицельный параметр b - минимальное расстояние, на которое фотон приблизился бы к центру ЧД, если бы двигался по прямой без учёта её гравитации. Это длина перпендикуляра из центра ЧД на эту прямую. Гравитация искривляет траекторию фотона, причём тем сильнее, чем меньше b. И если прицельный параметр станет меньше ~ 2,6Rg, то траектория фотона загнется к ЧД так, что фотон коснется гравитационного радиуса Rg и поглотится ЧД.
Если теперь развернуть движение фотонов в обратную сторону, то станет ясно, что из области с радиусом 2,6Rg вокруг чёрной дыры излучение к наблюдателю не попадает, поскольку начала лучей для неё лежат на горизонте событий ЧД. Это и будет "тень" чёрной дыры с радиусом 2,6Rg.
И увидев напрямую тень ЧД по ее диаметру астрономы смогли определить Rg и, следовательно, ее массу. Она оказалась равной примерно 6,5 млрд. массам Солнца.
Разумеется, написанное выше, лишь общая схема. Без деталей. И на пределе возможностей приборной и вычислительной базы. Которая есть совокупность синхронизированно работающих радиотелескопов, разбросанных по всему земному шару и проводящих наблюдения на длине волны в 1,3 мм плюс более года работы мощных компьютеров для получения изображения, приведенного на верхнем фото.
Journal information