Учёные разработали план полёта к черной дыре за сто лет

Ближайшая известная черная дыра

Самой близкой к Солнечной системе черной дырой, обнаруженной учёными, считается объект Gaia BH1. Он находится на расстоянии примерно 1 560 световых лет в созвездии Змееносца и был выявлен благодаря гравитационному воздействию на соседнюю звезду‑компаньон.

По оценкам, в Млечном Пути может существовать около 100 миллионов черных дыр звёздной массы. При этом примерно 92 % из них изолированы, то есть не сопровождаются звёздами, которые могли бы их осветить. По статистике, в объёме 1 500 кубических парсеков может находиться хотя бы одна такая черная дыра, что повышает вероятность обнаружения объекта на расстоянии 20–25 световых лет от Земли.

Такие «темные» объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, поэтому их поиск опирается на измерения гравитационного влияния и на излучение, возникающее при поглощении межзвёздного газа.

Технология лазерного парусника

Для доставки научных приборов к такому объекту предлагается использовать микрозонд‑парусник, ускоряемый мощным наземным или орбитальным лазером. Конструкция аппарата включает два основных элемента:

• Микрочип весом 1 грамм – на нём размещаются навигационные системы, научные датчики и коммуникационный модуль.
• Световой парус площадью 10 м² – изготовлен из диэлектрического метаматериала, отражающего лазерный луч.

По расчётам, такой зонд может достичь скорости, равной одной трети скорости света, за 17 минут после начала обстрела лазером. После выхода из зоны ускорения парусник будет двигаться по инерции, поскольку замедление в межзвёздном пространстве невозможно.

Требуемая мощность лазера оценивается в десятки мегаватт, что предполагает создание специализированных наземных станций или орбитальных платформ. Прототипы подобных систем уже тестируются в рамках проектов по ускорению небольших световых парусов.

План миссии и сроки

Если цель будет найдена, полёт к черной дыре на расстоянии 20–25 световых лет займет от 60 до 70 земных лет. Приблизительно за 20–25 лет после прибытия зонд соберёт максимум данных и передаст их на Землю, что увеличит общую продолжительность экспедиции до 80–100 лет.

Сбор данных будет включать измерения гравитационных полей, спектральный анализ поглощённого газа и регистрацию излучения, возникающего вблизи горизонта событий. Передача информации потребует использования высокочастотных лазерных каналов, способных преодолевать межзвёздные расстояния.

Текущие технологические ограничения включают недостаточную стойкость микрочипов к длительному воздействию космической радиации и отсутствие полностью протестированных сверхмощных лазеров. Учёные рассматривают эти проблемы как чисто инженерные и планируют их решение в ближайшие годы.

Международные рабочие группы уже сформированы, а крупная конференция, посвящённая первому полёту к черной дыре, запланирована на лето 2027 года.

Перспективы и дальнейшие шаги

В ближайшие годы ожидается появление прототипов микрозондов и испытаний лазерных установок. Успешный запуск такой миссии откроет возможность изучения самых скрытых объектов галактики и проверит теории гравитации в экстремальных условиях.

Кроме Gaia BH1, планируется расширить список целей, включив в него потенциальные изолированные чёрные дыры, находящиеся в пределах 30 световых лет от Солнца. Такие исследования могут значительно уточнить модели распределения чёрных дыр в Млечном Пути.