«Моделью» фотографов-ученых стала черная дыра в галактике М87, в созвездии Девы, находящаяся на расстоянии более 50 миллионов световых лет от Земли.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Ученые представили новое высококачественное изображение черной дыры в центре нашей галактики, сообщила британская газета Independent 27 марта. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. "Моделью" стала сверхмассивная черная дыра из Мессье 87 — сверхгигантской эллиптической галактики, крупнейшей в созвездии Девы. Ученые представили первую в истории фотографию черной дыры в полном разрешении. Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) объявили, им удалось получить первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*. Она подтвердила наблюдением существование сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, став четвертой женщиной в истории, получившей эту награду.
Первое в истории фото черной дыры сделали четче
В комментарии к видео NASA поясняет, что гравитационное поле черной дыры искажает видимый свет, который излучает падающее в нее вещество на изображении показано оранжевым , и создает эффект «кривого зеркала». Из-за этого возникает ощущение, что визуально и сама черная дыра имеет неправильную форму. Фотография: NASA Визуализация показывает момент возникновения аккреционного диска — тонкого слоя материи, которая сильно разогревается при падении в черную дыру с субсветовыми скоростями.
Черная дыра — это область с колоссально огромной гравитацией. Даже объекты со скоростью света, то есть максимальной во Вселенной, не могут покинуть ее пределы. Существование таких дыр предположил еще в свое время Альберт Эйнштейн. Некоторые уравнения общей теории относительности гипотетически подтвердили их поведение и форму. Последняя совпала с полученным фото.
Черные дыры до сих пор остаются одной из загадок физики.
Наблюдаемой чёрной дыре особенно нечего поглощать в месте её размещения и её рост будет практически незаметным на фоне существования человечества, а не то, что год спустя. Тем не менее, новые данные позволяют судить о процессах в диске аккреции вещества. Также детальное изучение данных раскрывает динамику магнитных полей вблизи объекта, плазмы и энергии. Учёные рассчитывают увидеть джеты этой дыры, пока на изображениях видны только признаки выброса струй энергии. Кроме того, учёные понемногу оттачивают алгоритмы для анализа изображений чёрных дыр, которые предстают перед нами в своём истинном обличье, если так можно сказать об объектах, в принципе невидимых для наших приборов. Всё что у нас есть — это тень чёрной дыры втянутые за горизонт событий фотоны и искажённое чудовищной гравитацией линзированное изображение аккреционного диска. Вечерний 3DNews Каждый будний вечер мы рассылаем сводку новостей без белиберды и рекламы.
По кусочкам Чтобы сфотографировать черную дыру, необходим телескоп размером с Землю и еще один важный инструмент — алгоритм, который сведет данные в итоговое изображение. Кэти Боуман — одна из исследователей, работавших над этим алгоритмом, еще студенткой пыталась научить компьютеры распознавать образы на основе зашумленной информации. Вместе с научным руководителем Биллом Фриманом она разработала метод, позволяющий распознать объекты, «зашифрованные» в полутенях, которые отбрасывают углы зданий. В результате становилось возможным увидеть то, что находилось за этими углами. Event Horizon Telescope — это объединенная сеть из восьми обсерваторий по всему миру, чьи радиотелескопы синхронизированы по сверхточным атомным часам. Несмотря на то что они работают как один огромный телескоп диаметром 10 тысяч километров, такая система по количеству получаемой информации все-таки значительно уступает воображаемому радиотелескопу с тарелкой аналогичного размера. Это ограничение удается немного преодолеть из-за вращения Земли вокруг своей оси, благодаря чему можно собрать еще немного радиоволн.
Основная проблема в том, что итоговое изображение будет все равно сильно зашумленным. Алгоритм Кэти Боуман позволяет убрать шумы и построить приемлемую картину. Фото: Katie Bouman Полученную радиотелескопами информацию можно интерпретировать по-разному и сгенерировать таким образом целый «зоопарк» изображений. Однако не следует думать, что исследователи просто притянули результат к своим представлениям о том, как должна выглядеть черная дыра. Существуют строгие ограничения, продиктованные тем, что астрономам известно о космосе. Ученые знают, на что должны быть похожи астрономические объекты и на что они не похожи. Это позволяет отсеять огромное количество вариантов, изображающих то, что не может находиться в центре галактик.
Космический прорыв ученых. Впервые получен снимок черной дыры в центре Млечного Пути (фото)
Таким образом, здесь физические законы теряют свою обычную логику. Исследования подразумевают возможность использования сингулярности для перехода в другие миры. Предполагается, что с помощью пересечения сингулярности можно осуществить прыжок из одной области Вселенной в другую, образовав «туннель» между двумя частями пространства-времени. Это аналогично машине времени, которая не нарушает законов физики. Такие прыжки через сингулярность вращающейся черной дыры позволили бы совершать путешествия во времени как в прошлое, так и в будущее. Однако из-за того, что сингулярность находится за горизонтом событий черной дыры, всё это — несбыточная мечта. Горизонт событий служит барьером, который не позволяет непосредственно увидеть сингулярность. Тем не менее, учёные создают модели, которые с разной степенью реалистичности позволяют исследовать это загадочное место и его свойства.
Демонстрация того, что объекты различной массы делают с тканью пространства-времени. В действительности гравитация этих объектов искривляет пространство-время в трёх измерениях, но это нелегко проиллюстрировать. У чёрной дыры образуется некий туннель, а что там дальше — фиг его знает. В связи с этим предполагается существование и белых дыр. Белая дыра Белая дыра — это гипотетический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Она является противоположностью черной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Однако, большинство физиков склоны считать, что на самом деле белых дыр нет.
Почему так? Гипотетически, такой объект должен продолжать расти и поглощать материю, но такое поведение противоречит известным физическим законам. Поэтому белые дыры считаются чрезвычайно неустойчивыми и неспособными существовать в долгосрочной перспективе. В рамках полного решения Шварцшильда предполагается возможность существования как чёрных, так и белых дыр. Однако на данный момент считается, что шварцшильдовских белых дыр в реальности не существует. Аналогично, полное решение Керра предусматривает наличие как чёрных, так и белых дыр.
Видео-трансляцию можно посмотреть на официальном сайте организации. Изображение представляет собой долгожданный взгляд на крупный объект, который находится в самом центре нашей галактики. Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в центре Млечного Пути. Это свидетельствует о том, что этот объект, является черной дырой, и сегодняшнее изображение дает первое прямое визуальное подтверждение этого.
К слову, в 2019 году та же команда сфотографировала чёрную дыру в центре Галактики M87. Снимки столь разных по размеру чёрных дыр позволят ученым сравнить их и найти различия.
С физической точки зрения этот процесс напоминает постепенное испарение. На данный момент это явление не доказано, и существует лишь гипотетическая модель. Ученые называют его излучением Хокинга. Видимыми черные дыры становятся, когда сталкиваются друг с другом. От них в пространство начинают исходить заметные гравитационные волны. Как появляются черные дыры? Появление черных дыр напрямую зависит от их массы. По этому параметру они разделяются на две категории: околосолнечные — их вес равен нескольким Солнцам, и массивные — у них данный параметр в миллионы раз больше. Как черные дыры участвуют в формировании космоса Интересный факт: размеры черной дыры пропорциональны ее массе. Чем она больше весит, тем шире горизонт событий. Исследования показывают, что околосолнечные черные дыры имеют большой возраст и скорее всего появились на ранних этапах формирования Вселенной. Они образовались в результате сжатия звезд, размеры которых в 25-70 раз превышают габариты Солнца. Когда светило прекращало уменьшаться, оно взрывалось, а его центр превращался в черную дыру. Массивные объекты в большинстве случаев образуются из гигантских газовых облаков. Массы последних как раз хватает, чтобы сформировалась черная дыра больших размеров, которая весит в миллионы раз больше Солнца. Она находится в 26 тысячах световых лет от Солнечной системы. Эта черная дыра появилась примерно в то же время, что и галактика, и располагается в ее центре. Основным материалом для нее послужило газовое облако, которое сжалось до малых размеров. Также есть версия, что черная дыра в Млечном Пути появилась после взрыва звезды гигантских размеров. На протяжении своего существования оба вида объектов притягивают из пространства вещества, которые пересекают их горизонт событий. Из-за этого габариты черной дыры постепенно увеличиваются. Более того, если поглощение происходит лишь с одной стороны, она начинает вращаться в определенную сторону. Какой формы черная дыра? Все черные дыры вращаются вокруг своей оси. И от скорости напрямую зависит их внешний вид. Если движение происходит медленно, то форма объекта будет сферической. Но когда черная дыра вращается с большой скоростью, ее полюса сплющиваются, из-за чего она становится овальной. Черные дыры бывают круглыми или овальными На данный момент современных технологий хватает на то, чтобы определить форму объекта. Но ученым до сих пор не удается узнать, что находится в центре черной дыры. Известно, что там не действуют физические законы, а кривизна пространства стремится к бесконечности. Пока самым распространенным мнением считается, что внутри черной дыры находится сингулярность. Структура и физика черных дыр Схема строения черной дыры Любая черная дыра имеет два основных элемента. Горизонт событий — границу, при пересечении которой объект гарантированно окажется в гравитационном поле, и сингулярность. Последняя наполняет внутреннюю область. Ученые до сих пор не могут определить, что именно находится в ней. Известно, что внутри искажается время и пространство, не действуют законы физики. Когда черная дыра вращается, вокруг горизонта событий появляется эргосфера. Находящиеся в этой области объекты также движутся в этом направлении. Однако притяжение действует недостаточно сильно, чтобы затягивать их в сингулярность. Соответственно, объекты могут покинуть эргосферу. Интересный факт: чем больше весит черная дыра, тем меньше ее плотность. Это связано с тем, что с увеличением веса ее объем растет большими темпами. Виды черных дыр Изучение Вселенной позволило ученым выявить четыре вида черных дыр, обладающих определенными особенностями.
Опубликована первая в истории фотография черной дыры
Найдите нужное среди 13 327 стоковых фото, картинок и изображений роялти-фри на тему «чёрная дыра» на iStock. Астрофизики показали более четкую фотографию черной дыры, которая находится в 55 млн световых лет от нашей планеты. Спустя три года после публикации первой в истории фотографии чёрной дыры астрономы проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали второй такой снимок.
Опубликована первая в истории изучения космоса фотография черной дыры
Сделать его реальностью помогла работа Кэти Боман, 29-летней выпускницы Массачусетского технологического института. Вместе с коллегами она разработала специальный алгоритм, позволяющий объединять данные от разных телескопов, расположенных в тысячах километров друг от друга. Чтобы точнее «увидеть» тень черной дыры, команда людей под ее руководством ввела в алгоритм модель, которая учитывала теоретические предсказания теории относительности Эйнштейна, чтобы точнее интерпретировать входящие данные. Построив с помощью моделирования ожидаемый облик тени от черной дыры такого размера, как М87, команда Боман смогла отсеять менее качественные изображения от более качественных и в итоге получить «картинку» такого уровня, которую без «очищающего» алгоритма было бы невозможно создать. Снимок подтверждает как сам факт существования черных дыр — хотя в нем никто и так не сомневался, — так и то, насколько точны наши представления о них и бублике из пожираемой ими материи. Попутно он позволил несколько уточнить размеры и, соответственно, массу сверхмассивной черной дыры в центре эллиптической округлой галактики М87 в 53,5 миллиона световых лет от нас. М87 оказалась очень солидной дырой — в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца. Диаметр ее — 30 миллиардов километров.
То есть если взять центральную часть Солнечной системы — от Солнца до Плутона — и засунуть ее внутрь этой черной дыры, то все наши планеты там спокойно поместятся и еще останется немало дополнительного места. С близкой скоростью вращается и бублик материи вокруг нее. Такая огромная скорость вращения получена для черной дыры впервые и очень интересна. Дело в том, что черная дыра вращается тем быстрее, чем больше вещества упало на нее за всю ее историю. Получается, М87 не только сейчас активно пожирает материю что и так видно на снимке ее тени , но и делает это уже миллиарды лет подряд без заметных пауз. Это очень резко отличает ее от поведения большинства черных дыр, которые «питаются» намного скромнее. Было бы неплохо понять, почему М87 такая особенная и что вообще определяет аппетит таких опасных объектов, как крупная черная дыра.
Дело в том, что черные дыры, по сути, ключевые действующие лица в окружающей нас Вселенной. Если взглянуть на почти все известные галактики, в центре каждой из них лежит сверхмассивная черная дыра и в нашем Млечном Пути — тоже.
Горизонт событий служит барьером, который не позволяет непосредственно увидеть сингулярность. Тем не менее, учёные создают модели, которые с разной степенью реалистичности позволяют исследовать это загадочное место и его свойства. Демонстрация того, что объекты различной массы делают с тканью пространства-времени. В действительности гравитация этих объектов искривляет пространство-время в трёх измерениях, но это нелегко проиллюстрировать.
У чёрной дыры образуется некий туннель, а что там дальше — фиг его знает. В связи с этим предполагается существование и белых дыр. Белая дыра Белая дыра — это гипотетический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Она является противоположностью черной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Однако, большинство физиков склоны считать, что на самом деле белых дыр нет. Почему так?
Гипотетически, такой объект должен продолжать расти и поглощать материю, но такое поведение противоречит известным физическим законам. Поэтому белые дыры считаются чрезвычайно неустойчивыми и неспособными существовать в долгосрочной перспективе. В рамках полного решения Шварцшильда предполагается возможность существования как чёрных, так и белых дыр. Однако на данный момент считается, что шварцшильдовских белых дыр в реальности не существует. Аналогично, полное решение Керра предусматривает наличие как чёрных, так и белых дыр. Белая дыра в рамках решения Керра известного для чёрных дыр образуется в одной вселенной в результате образования чёрной дыры в другой.
А вот израильские астрономы Алон Реттер и Шломо Хеллер считают, что аномальный гамма-всплеск GRB 060614, который произошел в 2006 году, мог быть связан с белой дырой. Алон Реттер исследовал теорию, согласно которой белые дыры могут возникать, но затем немедленно распадаются, что приводит к явлению, аналогичному Большому Взрыву. Он и его коллеги назвали это явление «Малым Взрывом». GRB 060614 не вписывается в существовавшую картину наблюдений. Длительность гамма-всплеска составила 102 секунды, рентгеновское послесвечение длилось более недели.
Изображение не имеет достаточно высокого разрешения для того, чтобы определить направление вращения. Но команда ученых, которая наблюдала за объектом в течение четырех дней, утверждает, что он вращается по часовой стрелке.
Черная дыра огромна — ее масса примерно в 6 миллиардов раз больше массы Солнца. Находится она в центре гигантской эллиптической галактики под названием M87. Видео НАСА: черная дыра разрывает звезду В сентябре 2019 года ученые еще больше продвинулись в понимании черных дыр. С помощью телескопа НАСА им удалось от начала и до конца заснять редкое космическое событие — то, как массивная черная дыра поглощает звезду, находящуюся в области ее притяжения.
Астрономы утверждают, что новые снимки черной дыры из галактики M87 помогут им получить ответы на общую теорию относительности Эйнштейна, а также дать больше ответов о природе самих черных дыр.
Кроме того, ученые надеются раскрыть происхождение энергетических частиц, называемых космическими лучами, которые постоянно бомбардируют Землю из космоса. Исследователи также отмечают, что массивные струи, вылетающие из черных дыр, производят энергию, которая может в миллион раз превышать ту, которую производит Большой адронный коллайдер. Как отмечает , исследователи признаются, что им потребуется и дальше наблюдать за черными дырами, чтобы получить ответы на многие вопросы.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Сравнение фотографии M87, первой черной дыры, когда-либо сфотографированной, и Стрелец A*, по сравнению с размерами Солнечной системы. Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики М 87. Это первое в истории человечества качественное изображение тени чёрной дыры, полученное напрямую в радиодиапазоне (Event Horizon Telescope). Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени. Астрофизики из проекта Event Horizon Telescope опубликовали первое в мире фото чёрной дыры, которая находится в центре галактики Messier 87.
Первая фотография черной дыры
Когда они наблюдали за М87, каждый телескоп записывал получаемые напряжения в виде массивов чисел. Всего каждый телескоп получил около одного петабайта данных, что равно 1 миллиону гигабайт. Каждая станция регистрировала этот огромный поток информации на несколько Mark6 — сверхбыстрых регистраторов данных, которые были первоначально разработаны в обсерватории Хейстек. Такие сервера, оснащенные регистраторами Mark6, стоят в каждой обсерватории и позволяют записывать петабайты данных. После окончания наблюдений исследователи на каждой станции собрали стопку жестких дисков и отправили их почтой в обсерваторию Хейстек в Массачусетсе и в Радиоастрономический институт Планка в Германии — да, воздушный транспорт в данном случае был намного быстрее, чем электронная передача данных. В обоих местах данные воспроизводились на высокоспециализированных суперкомпьютерах, называемых корреляторами, которые обрабатывали данные двумя потоками одновременно.
Поскольку все телескопы в массиве EHT находились в разных местах, они имели немного разные представления об интересующем объекте — в данном случае, M87. Данные, полученные двумя отдельными телескопами, включают в себя сигнал от черной дыры, но также содержат и шум, характерный для соответствующих телескопов. Суперкомпьютер-коррелятор попарно сравнивает данные со всех 8 телескопов EHT. По этим сравнениям он математически отсеивает шум и выбирает только сигнал от черной дыры. Этому способствуют и высокоточные атомные часы, установленные на каждом телескопе — они позволяют максимально точно сопоставить получаемые потоки данных.
Затем команды как в Хейстек, так и в Радиоастрономическом институте Планка начали кропотливый процесс «совмещения» данных, выявления ряда проблем на различных телескопах, их исправления и повторного совмещения до тех пор, пока данные не стали идеально подходить друг к другу. Только после этого они были переданы четырем отдельным командам по всему миру, каждая из которых получила задание создать изображение из них с использованием независимых методов. Все четыре команды по обработке изображений ранее проверили свои алгоритмы на других астрофизических объектах, убедившись, что их методы позволят получить точную визуализацию радиоданных.
Хотите получать уведомления от сайта «Первого канала»?
Да Не сейчас 10 апреля 2019, 21:32 Впервые в истории ученые сфотографировали черную дыру Глобальная сенсация от астрофизиков! Впервые в истории наблюдений не схематическое изображение, а фотография, настоящий снимок черной дыры.
Изображение сформировано световыми лучами, искривлёнными мощной гравитацией чёрной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
Так как эта чёрная дыра находится от Земли на расстоянии около 27 000 световых лет, её видимые размеры на небе примерно соответствуют размерам пончика на Луне. Чтобы получить её изображение, группа создала сверхмощную антенную решётку EHT: восемь крупнейших радиообсерваторий всей планеты, объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с земной шар. Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры.
По словам участников проекта, получить фотографию черной дыры в Млечном Пути было намного сложнее, чем в галактике Messier 87, поскольку газ, вращающийся вокруг нее, совершает полный оборот всего за пару минут, из-за чего яркость и морфология источника меняются очень быстро.
Но ученые все еще не до конца понимают механизм возникновения черных дыр и многие их свойства, ограничиваясь во многом гипотезами. Например, гипотезой об «отсутствии волос», согласно которой черные дыры характеризуются лишь тремя параметрами массой, электрическим зарядом и угловым моментом. Вся остальная информация поглощается черной дырой и недоступна для наблюдателя. Черные дыры становятся объектом внимания многих фантастов. К примеру, некоторые предполагают, что их гравитация поможет путешествовать во времени. Нечто подобное вы могли видеть в фильме «Интерстеллар» Кристофера Нолана.
Первое в истории фото черной дыры сделали четче
Астрономы опубликовали первое фото тени сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики. И вот вчера ученые представили первые фотографии черной дыры из галактики М87. 12 мая астрофизики проекта Event Horizon Telescope опубликовали первую в истории фотографию сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A из самого центра нашей Галактики.
Первое фото черной дыры в центре нашей галактики: когда его сделали на самом деле
Фотографии черной дыры специалисты сделали с помощью «Телескопа горизонта событий». Первые фотографии черной дыры: До сих пор черные дыры наблюдались учеными только опосредованно, через то влияние, которое эти черные дыры оказывали на ближние к ним галактики или отдельные звезды. Это первое в истории изображение черной дыры – M87. Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц.