Именно это излучение пожираемой чёрной дырой материи поймали земные наблюдатели с расстояния 55 миллионов световых лет. Всполохи в рентгеновском диапазоне, которые периодически возникают со стороны Стрельца А*, заинтересовали ученных из-за того, что эта черная дыра считается «спокойной».
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
Стрелец А*, сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного пути в хаотичном порядке, ежедневно выбрасывает мощные всплески радиоволн. скорее координаты центральной сверхмассивной черной дыры в галактике Млечный Путь. Международная группа астрономов впервые заметила вращение раскалённых пятен по периметру сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* в субмиллиметровом диапазоне с помощью радиотелескопов ALMA.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
В самом сердце Млечного Пути обитает сверхмассивная черная дыра, которая время от времени ведет себя странно Охота на космических монстров Самый первый снимок черной дыры в галактике Messier 87 M87 был опубликован в 2019 году и окончательно доказал существование этих космических монстров. Команда ученых из проекта Event Horizon Telescope EHT cвязала 11 радиотелескопов на четырех континентах в один огромный радиоинтерферометр, колоссальные возможности которого изменили наше понимание космоса и небесных объектов. Только представьте сколько нового мы узнаем о Вселенной в ближайшие годы! Недавно команда EHT напомнила о себе опубликовав новый снимок черной дыры в центре нашей Галактики. И это — настоящий прорыв, ведь многие астрономы полагали, что многочисленные попытки запечатлеть этот таинственный объект обречены на провал. Дело в том, что наблюдателю с Земли намного проще разглядывать центр ближайших галактик, чем годами наблюдать за объектом, частично скрытым от телескопов.
В 2019 году впервые в истории науки астрономы смогли разглядеть черную дыру в галактике М87 в обрамлении диска падающего на нее вещества Больше по теме: Опубликована первая в истории настоящая фотография тени черной дыры Над получением изображения работали более 300 исследователей из 80 научных центров, однако новое изображение выглядит знакомо — объект на снимке похож на изображение черной дыры в сердце галактики М87 опубликовано в 2019 году той же коллаборацией. Тем не менее между объектами большая разница. Полученные данные также указывают на различия между объектами, а их сравнение позволяет больше узнать о свойствах сверхмассивных черных дыр — самых загадочных и экзотических объектов на просторах Вселенной. Теперь в коллекции космических снимков человечества находятся два «портрета» черных дыр из двух разных галактик.
Опубликовано 12 мая 2022 года в 16:07 23. На обработку шести петабайт данных ушло пять лет. Это первое прямое визуальное свидетельство ее присутствия в сердце нашей Галактики. Credit: Event Horizon Telescope Существование черных дыр следует из Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, считающейся сегодня стандартной теорией гравитации, неоднократно подтвержденной экспериментально. Они представляют собой области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света.
Ученые уже давно наблюдают звезды, обращающиеся вокруг какого-то невидимого, компактного и очень массивного тела в центре Млечного Пути. Публикуемое изображение дает первое прямое визуальное доказательство этого. Астрономы наблюдают темную центральную область называемую тенью , окруженную яркой кольцеобразной структурой. Изображение сформировано световыми лучами, искривленными мощной гравитацией черной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца. Так как эта черная дыра находится от Земли на расстоянии около 27 000 световых лет, ее видимые размеры на небе примерно такие как если бы на поверхность Луны поместили пончик. Чтобы получить это изображение, группа создала сверхмощную антенную решетку: восемь крупнейших радиообсерваторий со всей планеты, объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с земной шар.
Черная дыра — это области пространства, где гравитация настолько интенсивна, что ничто не может существовать, включая свет. Горизонт событий черной дыры — это теоретическая точка негации, за которой все формы электромагнитного излучения уносятся в небытие. Кольцо имеет размер с орбиту Меркурия вокруг Солнца, которая составляет около 60 миллионов км в поперечнике. Схема черной дыры Стрельца А: горизонт событий, сингулярность и аккреционный диск Однако нельзя увидеть саму черную дыру, потому что она совсем темная и только светящийся газ вокруг нее подсказывает ученым, что темная центральная область называемая тенью и окруженная яркой кольцеобразной структурой и есть черная дыра в Млечном Пути, которая находится в самом центре нашей галактики. Мы были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями Общей теории относительности Эйнштейна.
Первый в истории снимок черной дыры
Но «Спектр-Р» работал не в одиночку. В качестве наземного плеча хотя бы раз выступили практически все действующие радиотелескопы, подходящие по длине волны почти 60 штук. Максимальная база составила 350 тысяч километров, что почти равно расстоянию от Земли до Луны. Неудивительно, что этот инструмент попал в книгу рекордов Гиннесса как самый большой телескоп в истории. Разрешение на этой базе составляло 8 угловых микросекунд — абсолютный рекорд не только в радио-, но и вообще в астрономии. Кстати, а почему рекорд?
Что мешает нам получить еще большую базу? Давайте запустим телескоп не вокруг Земли, а вокруг Солнца! И пусть расстояние до него будет как до Марса, нет, как до Юпитера, нет, как до «Вояджеров»! Увы, это ничего не даст. Дело в том, что за высокое разрешение приходится дорого платить.
Радиотелескоп, интерферометр он или нет, не окидывает небо хозяйским взглядом. Одномоментно он «видит» лишь крошечный кусочек. Насколько крошечный? А вот как раз с угловым размером, равным разрешению. Чем это чревато?
Пламя свечи такое же яркое, как пламя большого факела. Но оно меньше по размеру, поэтому и света от него меньше. Сквозь узкую щель можно увидеть лишь маленький кусочек диска Солнца, и много ли света будет от этой щели в темной комнате? С радиоволнами такая же история. Если угловое разрешение будет слишком высоким, сигнал от космического радиоисточника станет неразличим в фоновом шуме.
Обойти эту проблему можно, если повысить чувствительность телескопа. Но чувствительность, в отличие от разрешения, не зависит от размера базы. Чтобы ее увеличить, придется все-таки взять антенну побольше. А большие и массивные аппараты трудно выводить в космос, тут уж сказываются ограничения ракет-носителей. Однако будущее интерферометрии не только в космосе, что и демонстрирует нам сеть EHT.
К ней постепенно подключаются новые инструменты, так что в скором времени можно ожидать еще более подробных портретов черных дыр. Еще одна возможность — строить системы со скромным по меркам интерферометров разрешением, но зато гигантской чувствительностью. Максимальная база будет измеряться «всего лишь» десятками километров, зато суммарная площадь сотни тысяч антенн превысит квадратный километр! В общем, хотя инструмента с базой Земля—Марс пока не предвидится, потенциал технологии далеко не исчерпан. Интерферометры и впредь будут пристально разглядывать Вселенную, а мы — радоваться потоку научных открытий.
Каждый из этих телескопов оснащен антенной с чрезвычайно точными атомными часами для регистрации времени, в которое регистрируются радиосигналы от целевого объекта. И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением. Однако вблизи края эти черные дыры выглядят удивительно похожими", — говорит Сера Маркофф, сопредседатель научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета. Результат, полученный с помощью EHT, является экстраординарным. Еще одна часть истории, которая имеет место, огромный прогресс в научной сфере.
Не только за наши знания о Млечном Пути или за то, чему он нас учит, но и потому, что он еще раз подтверждает, куда могут двигаться научные исследования. Работа велась в течение пяти лет с использованием суперкомпьютеров для объединения и анализа данных, при этом была собрана беспрецедентная библиотека смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями. Усилия более чем 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT, позволили добиться этого замечательного достижения.
В 2019 году та же команда ученых опубликовала первое в истории фото черной дыры — M87 в галактике Мессье 87. Фотографии двух столь разных по размеру черных дыр позволят ученым сравнить их и найти различия. Также изображения дают новые данные для проверки теорий поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр. Этот процесс еще не до конца изучен, но, как считается, играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.
Группа упорно работала на протяжении пяти лет.
Ученые особенно довольны тем, что наконец получили изображения двух чёрных дыр очень разных размеров, и теперь имеют возможность сравнивать их друг с другом. Новые данные начали использоваться для тестирования теорий и моделей поведения газа в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Эти процессы еще далеки от полного понимания, но по всей видимости именно они играют ключевую роль в образовании и эволюции галактик. Проект EHT продолжает развиваться: в ходе большой наблюдательной кампании в марте 2022 года было задействовано больше телескопов, чем когда бы то ни было. Это позволит ученым в ближайшем будущем получить еще более впечатляющие изображения и даже видео с черными дырами.
Получено первое изображение магнитных полей чёрной дыры в центре Млечного Пути
Около 200 лет назад сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, находящаяся в центре нашей галактики, проявила неожиданную активность. Саму черную дыру снять невозможно, поэтому мы видим газ и пыль, которые ускоряются и нагреваются под действием мощной гравитации и начинают светиться. Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути. Из-за того что Стрелец A* гораздо меньше чёрной дыры, находящейся в центре M87, о её существовании знали лишь теоретически — она слишком тусклая для наблюдения. Из-за того, что практически рядом находится звезда Стрелец А*, непонятным образом изменился путь поступления звездного газа на поверхность черной дыры. Именно в этот день состоялась конференция ученых проекта Event Horizon Telescope (EHT), на которой были обнародованы изображения сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, которая находится в самом центре нашей галактики.
Мир наблюдает за вспышкой: в Галактике обнаружили новую черную дыру
Справка «МК». Галактический центр — сравнительно небольшая область в центре нашей Галактики, который находится в 8,5 килопарсеков от нашей Солнечной системы в направлении созвездия Стрельца. Радиус Центра — около 1000 парсеков пк. Вскоре появление на небе нового объекта было подтверждено и другими обсерваториями, в том числе и наземными, которые ведут наблюдения в оптическом диапазоне. Экстремальная яркость источника в рентгеновских лучах была подтверждена 27 августа по результатам наблюдений телескопа ART-XC им.
Михаила Павлинского российской обсерватории «Спектр-РГ». По словам ученых, они временно прервали все прежние программы ART-XC и стали наблюдать за самым ярким событием на небе.
Наблюдения говорят нам об активной сверхмассивной черной дыре, которая притягивает к себе материал и заставляет его погружаться в свою пасть. Изучив ее орбиту, были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры. Более поздние наблюдения определили массу в 3,7 млн солнечных масс в объеме с радиусом в 6,25 световых часов, или 6,7 млрд км. Ее активность в центре Млечного Пути превращает ее в своего рода двигатель, который, поглощая материю из того, что проходит поблизости, производит энергию в виде интенсивного излучения. На большом изображении рентгеновское излучение обсерватории «Чандра» выделено синим цветом, а инфракрасное излучение космического телескопа «Хаббл» — красным и желтым.
Рассеянное рентгеновское излучение исходит от горячего газа, захваченного черной дырой и втянутого внутрь. Этот горячий газ образуется из ветров, создаваемых дискообразным распределением молодых массивных звезд, наблюдаемых в инфракрасном диапазоне. Поэтому для получения его изображения требуется невероятно высокое разрешение. Первое изображение черной дыры было получено EHT в 2019 году.
Фото: ETH Рядом с черной дырой в центре Млечного Пути «происходит много всего», и это усложнило для ученых создание изображения, отметила Боуман. И это означает, что газ в ней сильно рассеивает изображение. Создается впечатление, что мы смотрим на черную дыру через матовое окно». Но оказалось, что это лишь одна проблема. Сложнее всего то, что черная дыра развивается очень быстро. Что будет дальше?
И теперь, когда мы знаем, что у нас есть эти экстремальные лаборатории гравитации, мы можем вернуться и улучшить наши инструменты и алгоритмы, чтобы увидеть больше и извлечь больше науки» — заявила Кейт Боуман.
Дейли добавляет: «Вращающаяся черная дыра тащит за собой все пространство-время… она сжимает пространство-время, и оно становится похожим на футбольный мяч». Хотя это может показаться тревожным, волноваться не стоит. Однако понимание того, как функционируют черные дыры, крайне важно для ученых, чтобы разгадать тайны формирования и эволюции галактик.
"И так близко к Земле". Учёные обнаружили самую большую звёздную чёрную дыру нашей галактики
Представить себе черную дыру крайне сложно, а до 1978 года эта идея и вовсе казалась научному сообществу бессмысленной. В 2002 году появились основания предполагать, что Стрелец A* является сверхмассивной черной дырой. Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) получила новый снимок сверхмассивной черной дыры Стрелец А* (Sgr A*), расположенной в центре нашего Млечного Пути. Черная дыра Стрелец A*, которая находится в центре нашей галактики, является относительно спокойной. Самые четкие изображения области вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного Пути получили астрономы. Международная группа астрономов впервые заметила вращение раскалённых пятен по периметру сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А* в субмиллиметровом диапазоне с помощью радиотелескопов ALMA.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Пресс-конференцию об итогах работы «Телескопа горизонта событий» транслировал Национальный научный фонд США. Эта черная дыра называется Мессье 87 или Дева А, она находится на расстоянии около 53 миллионов световых лет от Земли. Масса Мессье 87 превышает массу Солнца в шесть с половиной миллиардов раз. Ученые объединили мощности восьми длинноволновых радиотелескопов в разных точках планеты в один большой радиотелескоп-интерферометр, поскольку сеть радиотелескопов лучше всего подходит для подобных наблюдений.
Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Credit: Event Horizon Telescope Однако наиболее интригующей целью проекта «Event Horizon Telescope», старт которому был дан в 2012 году, являлось получение снимка центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути.
Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры. Стоит отметить, что результирующий снимок был получен путем усреднения тысяч визуализаций, созданных с использованием различных вычислительных методов и точно соответствующих данным наблюдений «Event Horizon Telescope». Он сохраняет особенности, которые чаще всего наблюдаются на различных изображениях, и подавляет те, что с наибольшей долей вероятности являются артефактами.
Полученные данные также указывают на различия между объектами, а их сравнение позволяет больше узнать о свойствах сверхмассивных черных дыр — самых загадочных и экзотических объектов на просторах Вселенной. Теперь в коллекции космических снимков человечества находятся два «портрета» черных дыр из двух разных галактик. Любите науку и хотите быть в курсе последних научных открытий?
Подписывайтесь на наш канал в Яндекс. Дзен — там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте! Снимок сердца Млечного Пути С первого взгляда новое изображение раскрывает важную информацию о центре нашей Галактики. Благодаря полученным данным ученые подтвердили факт вращения черной дыры и окружающей ее материи. Отметим, что увидеть саму черную дыру на снимке невозможно, так как она абсолютно черная. На ее существование указывает светящийся вокруг дыры газ: темная центральная область окружена яркой структурой, напоминающей кольцо.
Телескоп горизонта событий англ.
Но вот что особенно интересно — объект на новом изображении сильно отличается от того, что был на предыдущих снимках. Охота на космических монстров Самый первый снимок черной дыры в галактике Messier 87 M87 был опубликован в 2019 году и окончательно доказал существование этих космических монстров. Команда ученых из проекта Event Horizon Telescope EHT cвязала 11 радиотелескопов на четырех континентах в один огромный радиоинтерферометр, колоссальные возможности которого изменили наше понимание космоса и небесных объектов. Только представьте сколько нового мы узнаем о Вселенной в ближайшие годы! Недавно команда EHT напомнила о себе опубликовав новый снимок черной дыры в центре нашей Галактики. И это — настоящий прорыв, ведь многие астрономы полагали, что многочисленные попытки запечатлеть этот таинственный объект обречены на провал. Дело в том, что наблюдателю с Земли намного проще разглядывать центр ближайших галактик, чем годами наблюдать за объектом, частично скрытым от телескопов. В 2019 году впервые в истории науки астрономы смогли разглядеть черную дыру в галактике М87 в обрамлении диска падающего на нее вещества Больше по теме: Опубликована первая в истории настоящая фотография тени черной дыры Над получением изображения работали более 300 исследователей из 80 научных центров, однако новое изображение выглядит знакомо — объект на снимке похож на изображение черной дыры в сердце галактики М87 опубликовано в 2019 году той же коллаборацией.
Тем не менее между объектами большая разница. Полученные данные также указывают на различия между объектами, а их сравнение позволяет больше узнать о свойствах сверхмассивных черных дыр — самых загадочных и экзотических объектов на просторах Вселенной.
Получено первое изображение магнитных полей чёрной дыры в центре Млечного Пути
Темная центральная область, известная как тень, черной дыры окружена яркой кольцевой структурой. На снимке запечатлен свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Наблюдения говорят нам об активной сверхмассивной черной дыре, которая притягивает к себе материал и заставляет его погружаться в свою пасть. Изучив ее орбиту, были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры. Более поздние наблюдения определили массу в 3,7 млн солнечных масс в объеме с радиусом в 6,25 световых часов, или 6,7 млрд км. Ее активность в центре Млечного Пути превращает ее в своего рода двигатель, который, поглощая материю из того, что проходит поблизости, производит энергию в виде интенсивного излучения. На большом изображении рентгеновское излучение обсерватории "Чандра" выделено синим цветом, а инфракрасное излучение космического телескопа "Хаббл" - красным и желтым. Рассеянное рентгеновское излучение исходит от горячего газа, захваченного черной дырой и втянутого внутрь. Этот горячий газ образуется из ветров, создаваемых дискообразным распределением молодых массивных звезд, наблюдаемых в инфракрасном диапазоне.
Этого оказалось достаточно как для реконструкции изображений тени черных дыр и их плазменного окружения, так и для определения их масс. Для обработки первичных данных объемом 3,5 петабайт применялись мощные вычислительные комплексы, включая суперкомпьютер немецкого Института радиоастрономии Макса Планка. Кроме того, участники проекта создали уникальную библиотеку компьютерных симуляций черных дыр и их окружения, которые активно использовались и постоянно сравнивались с результатами наблюдений. Как я уже отметил, планетарный интерферометр коллаборации EHT в апреле 2017 года провел многочасовые наблюдения обеих черных дыр. При этом мониторинг черной дыры в центре Млечного Пути оказался куда более трудоемким, хотя она и расположена примерно в две тысячи раз ближе к Земле, чем дыра в галактике М87. Это объясняется различиями в динамике плазменных потоков в окрестностях этих дыр. Диаметр горизонта событий дыры в галактике М87 в полторы тысячи раз превышает диаметр горизонта нашей «домашней» дыры. Хотя и там, и там частицы плазмы движутся с субсветовыми скоростями, их периоды обращения вокруг дыры различаются примерно в той же пропорции. Для дыры в центре Млечного Пути они измеряются несколькими минутами, а для дыры в ядре М87 — сутками и даже неделями. Поэтому фотонные потоки, достигаюшие Земли от дыры в центре Галактики, за время наблюдений сильно варьировали по структуре и яркости, в то время как излучение от дыры в М87 оставалось достаточно стабильным. Из-за этого обработка данных из центра Галактики потребовала создания новых алгоритмов и компьютерных программ и заняла намного больше времени. Сравнение размеров черных дыр, расположенных в центре галактики M87 и в центре Млечного Пути. Черная дыра в ядре Млечного Пути куда скромнее, ее масса не превышает четырех миллионов солнечных масс. Эти оценки полностью согласуются с оценками масс этих дыр, которые были ранее получены другими методами, на чем я еще остановлюсь в конце статьи. Новые результаты дали возможность сравнить данные по фотонному окружению двух черных дыр с весьма различными массами, что позволит лучше понять тонкие детали движения плазменных струй в их окрестности. Результаты такого сравнения, в свою очередь, приблизят разработку общей теории аккреционных дисков сверхмассивных черных дыр в гравитационных полях различной силы. Конечно, «портреты» всего лишь пары дыр — это не так уж много. Однако коллаборация EHT продолжает работать. В марте она осуществила новую серию наблюдений с участием еще трех телескопов — гренландского GLT , суперсовременной антенной решетки NOEMA во французских Альпах и радиотелескопа с двенадцатиметровой антенной из аризонской обсерватории Китт-Пик. Вероятно, в будущем к коллаборации подключатся и другие установки. В общем, всё только начинается. Как я отметил, обе черные дыры были открыты довольно давно. Многолетнее наблюдение звездных орбит в его окрестности позволило убедительно доказать наличие там вращающейся черной дыры с гравитационным полем, соответствующим метрике Керра. Ученые также смогли определить ее массу, которую они оценили приблизительно в четыре миллиона солнечных масс. За это достижение немецкий астрофизик Райнхард Генцель и профессор Калифорнийского университета Андреа Гез получили Нобелевскую премию по физике 2020 года.
Над открытием трудились более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру. Команда усердно работала в течение пяти лет, используя суперкомпьютеры для объединения и анализа данных, одновременно собирая беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр. Почему снимок такой нечеткий? То, что их края почти одинаковы, говорит о том, что общая теория относительности управляет объектами вблизи. Любые различия, которые ученые обнаружат позднее, должны быть связаны с различиями в материале, окружающем черные дыры, — газе. Из-за этого снимок кажется заблюренным, поскольку астрономы предприняли что-то вроде попытки сделать четкое фото щенка, который быстро гоняется за своим хвостом.
Этот спектр показывает наличие водяного льда в галактическом центре. Этот водяной лёд, который часто встречается в пылевых дисках вокруг очень юных звёзд, стал ещё одним независимым показателем молодости некоторых звёзд рядом с чёрной дырой. Помимо неожиданного обнаружения молодых звёзд и водяного льда при помощи JWST, исследователи также обнаружили, что у IRS13 бурная история образования. Результаты исследования позволяют предположить, что IRS13 мигрировал к сверхмассивной чёрной дыре под воздействием трения с межзвёздной средой, столкновений с другими звёздными кластерами или внутренних процессов. А затем этот звёздный кластер был притянут гравитацией чёрной дыры. В процессе также возникло уплотнённое образование на «вершине» кластера из-за пыли, окружающей кластер.
Телескоп размером с Землю, или Как ученые почти заглянули в черную дыру
Изображение Стрельца А* — это второй случай, когда ученым удалось увидеть черную дыру. Справа — «Стрелец А*». Поляризация света вокруг чёрных дыр происходит при помощи плазмы, которая генерирует там магнитные поля. Астрономам из Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO) удалось заглянуть в центр нашей Галактики и увидеть там вспыхивающие звезды, «звездные ясли», магнитные полосы и сверхмассивную черную дыру под названием Стрелец А. Внизу — участок чёрной дыры Стрелец А* Сверхновая звезда Остатки сверхновой.