«Фотография черной дыры» представляет собой светящееся кольцо вокруг горизонта событий черной дыры, и для того чтобы его увидеть, нужно иметь экстремальное угловое разрешение. Масса черных дыр может в миллионы и миллиарды раз превышать массу Солнца. Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути. Интернет облетел снимок явления, о котором известно давно, но изображение которого вплоть до настоящего момента получить никто не мог – черной дыры. Называть его фотографией или снимком не слишком уместно.
Получены самые детальные снимки окрестностей черной дыры в центре нашей Галактики
Фотография черной дыры – одно из важнейших событий за последнее столетие не только в науке, но и во всем мире. Тегиореол вокруг черной дыры, черная дыра первая фотография, когда была сделана первая фотография черной дыры. Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) объявили, им удалось получить первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*. Первый снимок чёрной дыры, которая располагается на расстоянии 54 миллионов световых лет от нашей планеты, в центре галактики М87, был получен ещё в 2019 году. Сделав эпохальный снимок черной дыры Messier 87, коллаборация обратила внимание на другие интересные объекты во вселенной. Например, на ближайшую к нам галактику Центавр A и, конечно же на сверхмассивную черную дыру в центре нашей собственной галактики. Ученые представили новое высококачественное изображение черной дыры в центре нашей галактики, сообщила британская газета Independent 27 , известный как Стрелец А*, впервые показан в поляризованном свете, что является прорывом.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
| Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути | Черная дыра. Проект «The Event Horizon Telescope» набирает обороты и размах – мировая наука получила второй, гораздо более детализированный снимок черной дыры M87. |
| Первое в истории фото черной дыры сделали четче | После получения первого фото черной дыры группы ученых сосредоточились на новом объекте — черной дыре в центре нашей галактики. |
| Впервые получен снимок черной дыры, испускающей мощный джет | Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. |
| Это вам не «Интерстеллар» — ученые представили первое в истории фото черной дыры | Канобу | Иностранные астрофизики использовали данные микроволнового телескопа ALMA для подготовки точной трёхмерной модели вспышки, которая была порождена сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. |
| Первый снимок черной дыры | Сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87 сфотографировали в поляризованном свете, что позволило ученым впервые измерить поляризацию на самом краю – Самые лучшие и интересные новости по теме: Космос, лонгрид, м87 на развлекательном портале |
Первый снимок черной дыры
Непрерывные наблюдения продолжались в течение 10 суток в апреле 2017 года. Каждый из телескопов собрал по 500 ТБ информации. На расшифровку и анализ полученных данных у ученых ушло два года. При изучении результатов наблюдений ученые прибегли к помощи суперкомпьютеров в обсерватории Хайстак Массачусетский технологический институт, США и Институте радиоастрономии имени Макса Планка в Бонне Германия.
Знаменитый гравитационный монстр проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от нас в направлении созвездия Девы. Достигнуть успеха удалось благодаря объединению восьми радиообсерваторий по всей планете в один виртуальный телескоп «размером с Землю». 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.
От Земли «Стрелец А» находится на расстоянии в 50 миллионов световых лет: это в три миллиона раз дальше, чем от нашей планеты до Солнца. Снимок называют «фотографией века», и пользователи его уже оценили. Правда, ассоциации довольно мрачные: «черную дыру» называют «абсолютным монстром» и «Оком Саурона».
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. Допустим, мы запускаем симуляцию, в которой генерируется черная дыра в соответствии с предсказаниями теории относительности Эйнштейна, после чего экзотический объект помещается в центр Млечного Пути. В результате моделируются данные, которые в этом случае должен получить Event Horizon Telescope. Если бы черная дыра на самом деле выглядела иначе или ее вообще не было , данные телескопов были бы совершенно другими и алгоритм Боуман мог бы получить совершенно другие изображения.
Алгоритм, в свою очередь, подобен сборщику пазла. Он анализирует скудные данные, полученные телескопами, и выстраивает на их основе общую картинку, используя фрагменты тысяч введенных в него изображений космических и даже земных объектов. Если из различных наборов изображений получается именно изображение черной дыры которую мы симулировали , то ученые могут быть уверены, что алгоритм работает правильно. То есть в какой-то степени реконструированная фотография черной дыры является коллажем из фрагментов различных снимков, даже повседневных. Если бы алгоритм был плохим, результат сильно бы зависел от набора введенных изображений, и вместо черной дыры исследователи получили бы, например, фотографию со свадебной церемонии.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
И меняться черная дыра в центре Млечного пути будет гораздо быстрее, поэтому, когда мы сможем наблюдать ее очередную вспышку, то сможем узнать и происхождение. Если фотография горизонта событий произвела на вас неизгладимое впечатление, то готовьтесь увидеть нечто еще более захватывающее. Вскоре EHT может представить нам изображение света, исходящего от черной дыры, если она, конечно же, обладает магнитным полем. Это поможет нам восстановить изменение магнитного поля черной дыры с течением времени. Но это магнитное поле, существующее в пределах горизонта событий. За ним имеется собственное поле, генерируемое электронами и другими заряженными частицами. Таким образом, взаимодействие между двумя магнитными полями способствует потерю углового импульса материи, что позволяет ей попадать за горизонт событий, откуда ей уже не выбраться. EHT продолжает развиваться и на основе полученных данных вскоре раскроет нам и другие черные дыры. Когда планета вращается вокруг звезды, они оба оказывают друг на друга гравитационное воздействие.
С черными дырами все то же самое. Вблизи центра галактики и в присутствии других черных дыр, центральная сверхмассивная должна вибрировать на определенной частоте. Провести подобное измерение будет очень трудно, потому что для этого нам нужно будет сравнивать два объекта: черную дыру и наше местоположение относительно нее. Проблема в том, что атмосфера может поменяться за секунду, поэтому мы чисто физически не успеем посмотреть на источник вибраций, потом на калибратор, который будет фиксировать наше местоположение, затем снова на черную дыру, опять на калибратор и так по кругу. Сделать это за одну секунду невозможно даже с современными технологиями. Однако не все так печально, и наши технологии развиваются семимильными шагами. Оборудование EHT также получит свои апгрейды уже в ближайшее время. Вероятно, что лет через 5-6 мы получим нужную скорость измерений, чтобы решить эту загадку.
Для чего все это? Для чего исследовать эти «дрожания» черной дыры? Естественно для того, чтобы понять ее природу и найти другие черные дыры. Но этого пока не позволяет наше оборудование.
Полный мрак. Почему невозможно сфотографировать чёрную дыру? Долго считалось, что сфотографировать чёрную дыру невозможно. Потому что слово "фотография" переводится как светопись. А какой может быть свет там, где кванты света поглощаются? Но, если отбросить формализм в сторону, это всё-таки снимок контуров дыры, и для того, чтобы его получить, команде Event Horizon Telescope в составе 300 учёных из 80 институтов пришлось объединить работу одиннадцати гигантских телескопов, расположенных на пяти континентах. В общей сложности было собрано 3,5 петабайта данных, или 3584 терабайта. Только создав сложные алгоритмы обработки и собрав воедино максимальное число ракурсов, а затем смонтировав данные, на что ушли годы, учёные получили искомый снимок. Эта технология была впервые отработана на сверхмассивной звезде в центре галактики М87, снимок которой был обнародован в 2019 году. Учёные верят в то, что это только начало. Интерес к чёрным дырам растёт с каждым днём, уровень техники совершенствуется, и, возможно, в недалёком будущем подобные снимки получится делать чаще, и они будут всё более и более качественными. Исходя из этого, вскоре можно будет решить ряд проблем, связанных с чёрными дырами, остающихся пока что камнем преткновения. Одна из них — применима ли теория относительности, которая в целом хорошо справляется с объяснением законов Вселенной, за пределами горизонта событий, где есть ещё один горизонт — горизонт Коши, и там все представления о предсказуемой Вселенной сыплются, ввергая учёных в панику.
Именно таким образом все лучше и лучше заполняется зеркалами наш пустой каркас, все качественнее и качественнее восстанавливается изображение тени черной дыры. Как визуализировали данные интерферометра Ученые, которые занимались исследованием черной дыры, разработали разные способы восстановления ее изображения. Для проверки правильности своего результата они также придумали следующее: разделили команду внутри коллаборации «Телескопа горизонта событий» на несколько групп, которые восстанавливали изображение по полученным измерениям втайне друг от друга — разными методами и с запретом на общение между группами. Когда работа была закончена, все ученые встретились и сравнили результаты. Почему ученые считают, что на «фото» — черная дыра? Из измерений размера тени можно оценить массу черный дыры в изучаемой галактике Дева А. Это одна из самых активных близких к нам галактик с ярко излучающим центром. Масса оказалась равна примерно 6 миллиардам масс Солнца, что совпало с независимыми оценками, которые были сделаны в течение последних 10—20 лет с помощью совсем других методов. То есть размер тени оказался строго таким, как и ожидалось. По большому счету это является, наверное, основным аргументом в пользу того, что темное пятно с ореолом — это именно тень черной дыры. Однако интересных для нас параметров черной дыры — например, с какой скоростью она вращается или каковы характеристики диска вокруг нее, который «скармливает» в дыру пыль и газ — получить пока не удается. О черной дыре в центре галактики Млечный Путь Чтобы случился прорыв в нашем понимании черных дыр, необходимо исследовать черную дыру в центре нашей Галактики, потому что именно ее массу мы знаем с высокой точностью. Вокруг него можно видеть движение звезд и измерять параметры их орбит, а дальше на помощь снова приходит школьный курс физики, а точнее, обобщенные законы Кеплера: зная параметры орбиты, период обращения движения звезды по орбите и размеры орбит, можно измерить массу черной дыры. Что, конечно же, и было сделано, поэтому нам с высочайшей точностью известна масса черной дыры в центре Млечного Пути — речь идет о массе, соответствующей «всего» 4 миллионам масс Солнца. И это немного. Например, размер горизонта событий для Девы А откуда получено обсуждаемое изображение равен примерно полутора световых дней. Соответственно, размер горизонта событий для черной дыры в центре нашей Галактики должен быть в тысячу раз меньше: она маленькая, и из-за этого ореол вокруг нее постоянно меняет свой облик. Трудность с получением изображения черной дыры в центре нашей Галактики можно сравнить с трудностями родителей, которые пытаются сфотографировать своего гиперактивного ребенка. Он постоянно вертится, его изображение меняется — то же самое происходит и в центре нашей Галактики. В дополнение к этому работает хитрый эффект рассеивания излучения, который был открыт нами недавно на «Радиоастроне». Рассеивание происходит на облаке межзвездной плазмы, которое находится посередине между Землей и центром нашей Галактики.
Считается, что это сверхмассивная черная дыра массой около 4,3 миллиона масс Солнца, окруженная даже более тяжелым и горячим облаком падающей в нее материи. Орбиты этих S-звезд проходят так близко к дыре, что некоторые успевают совершить полный оборот за пару десятков наших лет. Оно было сделано на основе как раз таких данных: долгого и тщательного отслеживания траекторий звезд, движения которых указали на размеры и массу центрального объекта.
Получен первый снимок тени сверхмассивной черной дыры
В том числе потому, что черная дыра в Млечном Пути ведет себя неспокойно. Читайте также: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии? Как правило черные дыры в сердцах галактик поглощают все близлежащие объекты в огромном количестве. По словам исследователей наша черная дыра «сидит на голодной диете» — в ее центр попадает очень мало материала, но именно эта особенность позволила астрономам совершить новаторское открытие.
Большая разница Первым в истории изображением тени черной дыры в центре галактики Messier 87 мир наслаждается последние три года. М87 находится на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты, являясь домом для, по меньшей мере, 1 триллиона звезд. Черная дыра М87.
Снимок представлен в 2019 году Более того, черная дыра M87 — одна из крупнейших во Вселенной. Ее масса превышает солнечную в 6,5 миллиардов раз и поглощает огромное количество материи, выбрасывая энергию в космическое пространство. Подробнее о черной дыре в галактике Messier 87, мы рассказывали ранее.
По мнению астрономов, поведение черной дыры в Млечном Пути для многих галактик является нормой.
Новое фото черной дыры в центре нашей галактики указывает, что она может скрывать тайну 27. Значит, сильные и хорошо организованные магнитные поля могут быть характерны для всех черных дыр.
Научная статья вышла в Astrophysical Journal Letters.
Находится в созвездии Стрельца. О ее существовании подозревали с 1970-х годов, но до сих пор не было подтверждения, что это именно черная дыра, а не какое-то другое скопление материи. Размером объект — примерно как орбита Меркурия. На нашем небе примерно такого размера, как если бы мы пытались разглядеть бублик на Луне невооруженным глазом.
Фото очень похоже на фото первой черной дыры. Но новая черная дыра меньше в несколько тысяч раз, так что заметить ее было гораздо сложнее. Она также находится в совершенно других условиях.
Ниже — самые забавные версии о том, что же на самом деле представляет из себя черная дыра. Контент недоступен.
Получены самые детальные снимки окрестностей черной дыры в центре нашей Галактики
Черная дыра — это область с колоссально огромной гравитацией. Иностранные астрофизики использовали данные микроволнового телескопа ALMA для подготовки точной трёхмерной модели вспышки, которая была порождена сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Эта дыра расположена в галактике M87 в созвездии Девы, и на то, чтобы ее сфотографировать и обработать снимки, у ученых ушло около двух лет. Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Черная дыра «Стрелец А» гораздо больше, чем вся наша Солнечная система. От Земли «Стрелец А» находится на расстоянии в 50 миллионов световых лет: это в три миллиона раз дальше, чем от нашей планеты до Солнца. Снимок называют «фотографией века», и пользователи его уже оценили.
Хотя мы не можем увидеть саму дыру, поскольку она совершенно черная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область называемую «тенью» , окруженную яркой кольцеобразной структурой. Изображение зафиксировало свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Мы были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна. Чтобы получить ее изображение, команда создала мощное устройство EHT , которое соединило восемь радиообсерваторий по всей планете и сформировало единый виртуальный телескоп размером с Землю.
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.
Контент недоступен Эта дыра расположена в галактике M87 в созвездии Девы, и на то, чтобы ее сфотографировать и обработать снимки, у ученых ушло около двух лет. Кстати, черную дыру фотографировали десятки специалистов с помощью 10 сверхточных радиотелескопов из разных точек земного шара. Когда долгожданное фото было опубликовано, пользователи соцсетей первым же делом стали делать мемы.
И все они действуют как один телескоп диаметром 10 тысяч километров. Но фото этого объекта было не первостепенно важным, потому что черная дыра в центре нашей галактики двигается, а поле зрения телескопа не так велико, поэтому ученые решили смотреть сначала на отдаленный объект в чужой галактике. Наблюдения продолжались на протяжении 10 суток в апреле 2017 года. Тогда ученые смогли расшифровать огромный объем данных. Каждый телескоп собрал по 500 терабайтов информации, на обработку которой ушло два года. Руководитель проекта Шеп Доулман заявил, что полученное изображение черной дыры подтверждает существование горизонта событий — то есть правильность общей теории относительности Эйнштейна. Самым известным в массовой культуре изображением черной дыры стал Гаргантюа в фильме «Интерстеллар». И пользователи неоднократно заметили, что снимок и кадр из фильма частично сходятся. Но для кого-то первое изображение черной дыры — величайшее открытие, а для кого-то… Вообще, любители науки с интересом восприняли сообщение о первой фотографии черной дыры, хотя и успели друг с другом поспорить о том, что объект на самом деле нельзя сфотографировать.
Потом начались диванные баталии о том, что ученые получили фотографии аккреционного диска, а затемнение в центре и есть горизонт событий, откуда не исходит и не отражается свет. Но некоторых пользователей все равно не удалось убедить, что открытие важно. Зажгите свечку Сотрудник отдела релятивистской астрофизики Астрономического института имени Штернберга Константин Постнов объяснил «360», почему черная дыра, которая не позволяет свету выйти, все равно светится. Она не светится. Светится вещество вокруг нее. Свечка у вас есть, зажгите. Почему горит? Потому что там идет химическая реакция и частички, которые там вылетают, они горячие.
Получены самые детальные снимки окрестностей черной дыры в центре нашей Галактики
Она — человек, благодаря которому появилось первое фото чёрной дыры. Давайте сделаем так, чтобы она получила признание, которое не досталось Розалинде Фраклин. Но уже на следующий день на Reddit появился пост , автор которого, RollingDownTheOcean, посчитал, что славу заслуживает не Кэти, а другой парень — Эндрю Чейл, также работавший над проектом «Телескоп горизонта событий». Главный аргумент пользователя: Эндрю написал больше строк кода для алгоритма, благодаря которому мы получили снимок чёрный дыры. Это Андрю Чейл. Он написал 850 000 из 900 000 строчек кода, присутствующих в алгоритме, создавшем историческое фото чёрной дыры!
Это Андрю Чейл. Он написал 850 000 из 900 000 строчек кода, присутствующих в алгоритме, создавшем историческое фото чёрной дыры! Он нашёл на портале GitHub, где программисты делятся своими разработками, проект под названием eht-imaging, опубликованный Эндрю Чейлом.
Реддитор подумал, что именно этот код и есть главный алгоритм, благодаря которому мир получил первое фото чёрный дыры. Дальше — больше. Также портал показывает, сколько строчек кода внёс в проект тот или иной пользователь.
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.
И что в таком случае запечатлено на недавнем снимке? Чёрная дыра с аккреционным диском и джетом в представлении художника Да, сами по себе чёрные дыры ничего не излучают в теории они могут испускать излучение Хокинга, но оставим такие подробности для другого раза. Но дело в том, что поглощение вещества не происходит мгновенно. Захваченная материя движется по орбите вокруг чёрной дыры, образуя аккреционный диск. Частицы вещества в этом диске постоянно сталкиваются друг с другом, что ведёт к его сильному разогреву, который, в свою очередь, приводит к образованию излучения в различных диапазонах электромагнитного спектра — и это излучение выдаёт присутствие чёрной дыры. Более того, в некоторых случаях часть вещества из аккреционного диска может выбрасываться наружу в виде джетов полярных струй. Они движутся с околосветовыми скоростями и могут иметь протяжённость в тысячи световых лет, играя роль своеобразных галактических маяков. Так что, хоть мы и действительно физически не можем увидеть саму чёрную дыру, мы можем увидеть её «тень» — тёмный силуэт внутри светящегося аккреционного диска, который соответствует контуру чёрной дыры и прилегающим областям. А если этот силуэт можно увидеть, значит, его можно и сфотографировать. Больше на эту тему Суть чёрных дыр: сингулярность, горизонт событий, спагеттификация Антон Первушин 24.
Неудивительно: ведь заглянуть в них напрямую и проверить свои догадки мы не можем — запрещают законы природы. Телескоп горизонта событий Астрономы со всего мира давно мечтали получить фотографию силуэта чёрной дыры. Проблема в том, что ни один из существующих оптических телескопов не обладает достаточным разрешением, чтобы выполнить эту задачу. Учёные нашли выход — создать виртуальный радиотелескоп размером с земной шар. Суть идеи в том, что один и тот же объект одновременно наблюдается несколькими радиообсерваториями. Затем их данные с указанным точным временем наблюдения для этого используются атомные часы сводятся воедино и обрабатываются при помощи специальных алгоритмов. Это даёт возможность создать виртуальный аналог телескопа, размеры которого равны максимальному расстоянию между исходными телескопами. Именно эта идея и легла в основу проекта «Телескоп горизонта событий», объединившего свыше 300 учёных из шести десятков научных учреждений по всему миру. Непосредственная задача — получить изображение силуэта чёрной дыры — была возложена на восемь обсерваторий, расположенных на четырёх континентах. Расположение объектов Телескопа горизонта событий EHT провёл исторические наблюдения в 2017 году.
В общей сложности в их ходе было собрано 4 петабайта данных. Поскольку это слишком большой объём, чтобы его можно было переслать через Интернет, отправка данных осуществлялась физически — путём перевозки жёстких дисков. В ней есть поистине гигантская чёрная дыра, чья масса в 6,5 миллиарда не миллиона! Изображение её тени было опубликовано в 2019 году и стало одним из самых ярких научных событий года. Расстояния между обсерваториями EHT стали одной из причин, почему так много времени потребовалось на получение снимков чёрных дыр. Так, расположенный на Южном полюсе радиотелескоп SPT провёл наблюдения в апреле 2017 года — но собранные им данные удалось доставить на Большую землю самолётом лишь в декабре. Ведь они имеют примерно одинаковый угловой размер на небе.
Первое фото черной дыры в центре нашей галактики: когда его сделали на самом деле
В рамках международного проекта «Event Horizon Telescope» астрономам удалось получить снимок черной дыры Стрелец A*, расположенной в центре Млечного Пути на расстоянии примерно 27 тысяч световых лет от Земли и превосходящей по массе Солнце в 4 миллиона раз. Черная дыра. Проект «The Event Horizon Telescope» набирает обороты и размах – мировая наука получила второй, гораздо более детализированный снимок черной дыры M87. Тегиореол вокруг черной дыры, черная дыра первая фотография, когда была сделана первая фотография черной дыры.