Астрономам удалось получить новое изображение черной дыры Стрелец А*, находящейся в центре нашей галактики.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Справа — «Стрелец А*». Поляризация света вокруг чёрных дыр происходит при помощи плазмы, которая генерирует там магнитные поля. Новый снимок позволил обнаружить сильные и организованные магнитные поля, спирально распространяющиеся от края сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Это первое изображение Стрельца A* (или сокращенно Sgr A*), сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики.
"И так близко к Земле". Учёные обнаружили самую большую звёздную чёрную дыру нашей галактики
| Получена фотография центральной черной дыры Млечного Пути | Изображение черной дыры (сверху) получилось путем комбинации снимков с разных телескопов (снизу). |
| Первое фото черной дыры в центре нашей галактики: когда его сделали на самом деле | Первым получили изображение сверхмассивной чёрной дыры M87*, а вслед за ним снимок намного меньшей чёрной дыры в центре нашей галактики — Стрелец A* (Sgr A*). |
| Сигнал с горизонта событий: Получен загадочный снимок центра Млечного Пути | На днях научный мир облетела новость: ученые впервые получили изображение центральной черной дыры Млечного Пути. Эта черная дыра угнездилась в центре объекта под названием Стрелец A*. Стрелец A* состоит из самой черной дыры и облака падающего на нее вещества. |
Телескоп «Спектр-РГ» обнаружил нетипичную активность огромной черной дыры в центре Млечного пути
Целью проекта было наблюдение за сверхмассивными чёрными дырами, расположенными в центре галактик, — включая Млечный путь. Поскольку увидеть саму дыру нельзя из-за того, что свет и материя поглощаются её гравитационным полем, учёные наблюдают за размытым световым кольцом на границе чёрной дыры — так называемой тенью. Авторы работы обнаружили, что именно радиотелескоп ALMA способен давать значительную долю информации о чёрной дыре. Здесь мы впервые видим весьма убедительное свидетельство того, что движущиеся по орбите горячие пятна видны и при радионаблюдениях», — добавил Вельгус. Вероятно, во всех случаях речь идёт об одном физическом явлении.
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. На наше счастье, эта дыра сейчас пребывает в спокойном состоянии. Это означает, что она в миллион раз уступает светимости дыры-миллиардника в галактике М87 и всего на два порядка превышает светимость Солнца. Находись такая дыра в другой галактике, коллаборации EHT вряд ли удалось бы ее обнаружить. Масса ее аккреционного диска тоже невелика, скорее всего не более одной сотой процента солнечной массы. Соответственно, масштаб годовой аккреции вещества диска на дыру скорее всего не превышает одной миллионной массы Солнца. Наконец, в отличие от дыры в галактике М87 она лишена джета. Интересно, что дыра в нашей Галактике замолкла совсем недавно.
Сравнение размеров сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик М87 слева и Млечный Путь справа. Она называется релятивистской струёй, или релятивистским джетом. Релятивистская струя поток плазмы из центра галактики М87. То есть с обратной стороны есть второй точно такой же джет, просто его плохо видно. В плоскости экватора чёрной дыры вращается диск, а от полюсов идут такие струи плазмы. Полагают, что их порождает как раз магнитное поле. Чёрная дыра с летящими от её полюсов релятивистскими джетами художественная анимация.
Хотя мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область называемую тенью , окруженную яркой кольцеобразной структурой. Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.
Астрофизики выяснили, с какой скоростью вращается черная дыра в центре Млечного Пути
12.01.2022 Международная группа исследователей во главе с Алексисом Андресом обнаружила, что черная дыра в центре нашей галактики, Стрелец A*, вспыхивает. Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) получила новый снимок сверхмассивной черной дыры Стрелец А* (Sgr A*), расположенной в центре нашего Млечного Пути. Новый снимок позволил обнаружить сильные и организованные магнитные поля, спирально распространяющиеся от края сверхмассивной черной дыры Стрелец А*.
Первый в истории снимок черной дыры
Оно получено международной исследовательской группой EHT Collaboration с использованием наблюдений сети радиотелескопов, развёрнутой по всему миру. Саму чёрную дыру запечатлеть невозможно, но пойманное астрономами излучение вокруг неё показывает характерную для чёрных дыр сигнатуру. На изображении зафиксирован свет, искажённый мощной гравитацией чёрной дыры, в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. По словам исследователей, они были ошеломлены, насколько хорошо размер кольца согласуется с прогнозами Общей теории относительности Эйнштейна.
Изображение представляет собой долгожданный взгляд на массивный объект, который находится в самом центре нашей галактики. Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и массивного в центре Млечного Пути. Мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, но светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область называемую «тенью» , окруженную яркой кольцеобразной структурой.
Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Поскольку черная дыра находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, кажется, что в небе она имеет примерно такой же размер, как пончик на Луне. Чтобы отобразить его, команда создала мощный телескоп EHT, который соединил восемь существующих радиообсерваторий по всей планете, чтобы сформировать единый виртуальный телескоп размером с Землю.
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. Снимок тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец А в центре галактики Млечный путь. И в какой-то момент сработал триггер о появлении в поле зрения яркого события. Примерно одновременно аналогичный триггер сработал и на обсерватории SWIFT, после чего в автоматическом режиме информация о событии была распространена среди ученых.
Изображение было создано глобальной исследовательской группой под названием Event Horizon Telescope EHT Collaboration с использованием наблюдений всемирной сети радиотелескопов. Изображение представляет собой долгожданный взгляд на массивный объект, который находится в самом центре нашей галактики. Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и массивного в центре Млечного Пути. Мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, но светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область называемую «тенью» , окруженную яркой кольцеобразной структурой. Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Поскольку черная дыра находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, кажется, что в небе она имеет примерно такой же размер, как пончик на Луне.
Черная дыра в центре нашей галактики стала испускать странные вспышки. Опасно ли это?
В центре нашей галактики, в сверхмассивной чёрной дыре Стрелец А*, происходят уникальные процессы. 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. Как я отметил, обе черные дыры были открыты довольно давно. Объект Стрелец A* плотно изучается уже свыше тридцати лет методами инфракрасной астрономии.
Первый в истории снимок черной дыры
Аккреционный диск, газопылевой тор и прочие обитатели центра галактики У вещества, которое пытается упасть в черную дыру, как правило, есть угловой момент, иначе говоря, вектор его скорости имеет какую-то компоненту, которая отклоняется от направления на центр черной дыры. Поэтому вещество не может сразу свалиться под горизонт событий, а должно каким-то образом этот угловой момент сначала уменьшить. Это можно эффективно сделать за счет трения и излучения в более-менее тонком диске. Это и называется аккреционным диском. Снаружи газ поступает в него из газопылевого тора. Вращаясь вокруг черной дыры, вещество нагревается до миллионов градусов, и начинает ярко излучать, в том числе в рентгеновском диапазоне, теряет угловой момент и постепенно приближается к горизонту событий черной дыры. Часть вещества из аккреционного диска выбрасываются наружу — так возникают джеты, струи вещества, которое летит с околосветовыми скоростями от полюсов черной дыры. Сходство изображений из М87 и из центра нашей Галактики, вообще, — большой сюрприз.
Почему-то ось вращения обеих черных дыр оказалась ориентирована почти одинаково — примерно в сторону нашей планеты. Почему оно не выглядит как сосиска, почему оно не выглядит как эллипс, почему оно почти круглое? Почему мы не видим это кольцо с ребра, под углом? Он объясняет, что в случае с М87 это было ожидаемо: ученые знали, куда смотрит джет ее черной дыры. Там все было подобрано заранее. А тут нам повезло», — продолжает ученый. Что мы узнали?
В 2002 году группа Райнарда Генцеля и группа Андреа Гез по результатам 10 лет наблюдения движения звезд в окрестностях центра нашей Галактики выяснили, что там находится объект массой около четырех миллионов масс Солнца, в области размером около 10 миллиардов километров. Это стало почти неопровержимым доказательством присутствия там сверхмассивной черной дыры: астрофизики не знают другого способа уместить такую массу в такой маленький объем, да еще и так, чтобы этот объект ничего не излучал. Благодаря EHT астрономы смогли уточнить размеры этой области. Теперь мы понимаем, что тень черной дыры имеет примерно 60 миллионов километров в поперечнике, — это сравнимо с размерами орбиты Меркурия. Кроме того, оба измерения дали согласованные значения массы, которые в свою очередь согласуются с предсказаниями теории относительности. Это позволяет опровергнуть многие но не все альтернативные гипотезы о природе компактного объекта в центре Галактики, например, голую сингулярность , некоторые модели бозонных звезд. Все эти гипотезы не вписываются в наблюдаемую картину.
Понятно, что астрономов интересует «и то, и другое и можно без хлеба», но в этой статье мы поговорим о разрешении. Как оно измеряется? Когда мы смотрим на далекий предмет, наш глаз оказывается в вершине треугольника, основание которого — этот самый предмет. Это проиллюстрировано ниже масштаб искажен с особой жестокостью. Разрешение, или угловое разрешение, — это минимальный угол, при котором предмет все еще различим. Угловое разрешение человеческого глаза — около одной угловой минуты. Это значит, что человек с идеальным зрением может с километрового расстояния разглядеть предмет размером 30 сантиметров. Чем он меньше, тем более тонкие детали мы различаем. Будь этот угол меньше в десять раз, с километровой дистанции мы разглядели бы и монету. От чего зависит разрешение радиотелескопа?
Ответ дает простая приближенная формула будем надеяться, что она не уменьшит число читателей этой статьи вдвое, чем издатели традиционно пугают популяризаторов. Радиоастрономы, дай им волю, превратили бы в антенну всю Вселенную, после чего им стало бы нечего наблюдать. Однако реальность жестока: слишком большие конструкции технически нежизнеспособны. Самый большой действующий радиотелескоп — китайский 500-метровый FAST, но и он использует не всю свою площадь. Какое же разрешение обеспечивает этот великан? Легко вычислить, что при минимальной для него длине волны 10 сантиметров разрешение составляет… порядка угловой минуты. Полукилометровый гигант, чудо инженерной мысли, различает детали не лучше, чем невооруженный человеческий глаз! Разумеется, это лукавое сравнение. Оптическая и радиоастрономия дополняют друг друга, но не могут друг друга заменить. Это так хотя бы потому, что не все космические радиоисточники излучают еще и свет, и наоборот.
А поскольку глаз вообще не воспринимает радиоизлучение, то и незачем ему задирать нос перед честными антеннами хотя минуточку, где у глаза нос? И вообще, что поделать, если десятисантиметровые радиоволны в сотни тысяч раз длиннее световых? Ученым, однако, очень хочется что-нибудь с этим поделать. Поэтому еще на заре радиоастрономии они придумали телескопы-интерферометры. Как это работает Простейший интерферометр представляет собой две антенны, которые работают как одна: сигнал с них складывается или чаще перемножается. Они могут быть соединены кабелем или просто вести запись с метками точного времени, чтобы перемножение сигнала можно было выполнить постфактум. Что в этом хорошего? Дело в том, что угловое разрешение интерферометра тоже описывается приведенной выше формулой, только под D в ней нужно понимать расстояние между антеннами. Отрезок, соединяющий антенны, называется базой интерферометра; понятно, что расстояние между ними — это длина базы. Кроме длины, важна еще и ориентация базы в пространстве.
Что же получается?
Особенностью этого события является то, что объект впервые был показан в поляризованном свете. То есть, на изображении достаточно отчётливо видна структура магнитных полей. Они вокруг края чёрной дыры представлены в виде спирали. Таким образом, учёные смогут более отчётливо определить процессы, которые происходят в процессе поглощения чёрными дырами иных небесных тел.
Так, звезда S29 в мае 2021 года на скорости 8 740 километров в секунду приблизилась к черной дыре на расстояние в 13 миллиардов километров, которое является рекордно близким. Остальные звезды двигались рядом с черной дырой по траекториям согласно общей теории относительности, пишет Science Alert. Проведя расчеты траекторий звезд, ученые определили массу черной дыры.
Черная дыра в Млечном Пути: ученые увидели центр нашей галактики
Саму черную дыру снять невозможно, поэтому мы видим газ и пыль, которые ускоряются и нагреваются под действием мощной гравитации и начинают светиться. Около 200 лет назад сверхмассивная черная дыра Стрелец А*, находящаяся в центре нашей галактики, проявила неожиданную активность. В центре ядра Млечного Пути находится черная дыра «Стрелец А», о чьем существовании астрономы узнали в начале 1990-х годов по тому, как ее притяжение влияет на орбиты соседних с ней объектов. Представить себе черную дыру крайне сложно, а до 1978 года эта идея и вовсе казалась научному сообществу бессмысленной.
Получена фотография центральной черной дыры Млечного Пути
Черная дыра затягивает его внутрь себя и, в конце концов, уничтожит. 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. На нем удалось запечатлеть изображение Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики, Млечного Пути. Называется эта наша черная дыра очень забавно Стрелец A*, то есть так и читается "стрелец А со звездочкой", ну что сказать, в астрофизике давно проблема с названиями, уж как умеют. MNRAS: скорость вращения черной дыры Стрелец А приблизилась к скорости света.