На изображении ниже две "фотографии" чёрных дыр показаны рядом. Различие в размерах и массах определяется эволюцией галактик, хозяйками которых являются эти две чёрные дыры. Визуализированный снимок согласовался с данными наблюдений EHT и теоретическими ожиданиями Альберта Эйнштейна, включая яркое кольцо излучения, которое было вызвано падением горячего газа в чёрную дыру. 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. Сама девушка после презентации итогов работы сообщила в фейсбуке, что снимок чёрной дыры удалось получить благодаря командной работе учёных со всего света и множеству инструментов и подходов, а вовсе не одному человеку и его алгоритму.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
Ее орбитальная скорость превышает 8700 километров в секунду почти три процента скорости света — это можно назвать рекордом. Кроме того, наблюдения позволили заметить новую сравнительно тусклую S-звезду, получившую название S300.
Юрий Ковалев Руководитель лаборатории в Физическом институте им. Лебедева и Московском физико-техническом институте, лауреат премий имени Ф. В результате у вас должна получиться прекрасная фотография черной дыры только палец вынимайте быстрее — ученым же для этого потребовалась пара десятков лет.
Что такое черная дыра Начнем с теории. То есть все, что нам нужно знать для расчетов, это массу M и радиус объекта R , не забудем уточнить в справочнике и величину гравитационной постоянной G. Черная дыра — это объект, вторая космическая скорость которого равна или больше скорости света, это настолько массивный и компактный объект, что с него ничто не может улететь, включая фотоны, частицы света Ученые уже сто лет пытаются проверить общую теорию относительности Эйнштейна и, в частности, постулаты, лежащие в ее основе. Один из них, который знают абсолютно все, это постулат о скорости света, согласно которому скорость света в вакууме — это максимальная скорость, которую можно достичь в нашей Вселенной. Так что, если у вас есть объект, достаточно массивный и достаточно компактный, он будет черной дырой.
Почему черной? Потому что, напоминаю, с него ничего не может улететь, в том числе свет, который в норме показал бы черную дыру во всей красе. Чтобы узнать размер черной дыры, можно использовать формулу второй космической скорости, заменив V2 на c2 скорость света в квадрате. Размер черной дыры Rg определяет горизонт событий. Чтобы вы представили себе, насколько это большие объекты, давайте сделаем черную дыру из чего-то знакомого, например из Земли.
Если мы сожмем Землю, гравитационный радиус для черной дыры, которую мы из нее сделали, будет равен 9 миллиметрам. Если мы сожмем Солнце, сделав из него черную дыру, черная дыра с массой как наше Солнце будет иметь диаметр 6 километров. Под этими тремя километрами гравитационного радиуса ничего нельзя будет увидеть. Расположение черных дыр Ученые считают, что массивные черные дыры находятся в центрах других далеких галактик, а также в центре нашей Галактики. Вокруг центра активной галактики располагается диск из пыли и газа, и из внутренних областей этого диска вещество «падает» на черную дыру, в центр.
Вместе с веществом на центральную сверхмассивную черную дыру также «падает» и магнитное поле, которое накапливается в «пружину». Электромагнитная пружина в состоянии вытолкнуть наружу материю и даже ускорить ее до скоростей, очень близких к скорости света. Из этих разогнанных струй астрономы могут наблюдать излучение электронов.
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.
До этого, в апреле 2023 года, телескоп «Хаббл» сделал снимки «убегающей» черной дыры весом 20 млн солнц. По данным NASA, черная дыра движется в космосе с такой скоростью, что если бы она находилась в Солнечной системе, то могла бы добраться до Земли за 14 минут.
Первая фотография черной дыры
Чтобы получить картинку, команде ученых пришлось объединить восемь радиообсерваторий в единый виртуальный телескоп. Он собирал данные на протяжении нескольких ночей. Астрофизики сравнили процесс с использованием длинной экспозиции на фотоаппарате.
Учеными из EHT было доказано, что свет, попадая в окрестности горизонта событий подавляется почти в десять раз. И вот это самое прямое что ни на есть доказательство правоты Общей теории относительности. На изображении тени черной дыры работа EHT не закончилась, а лишь началась. В дальнейшем проект сможет раскрыть и природу черных дыр. Мы уже наблюдали в радиодиапазоне, что черная дыра в центре нашей галактики также посылает некоторые излучения в космос. И она также должна быть достаточно большой, но не как сверхмассивная М87. Ее масса будет примерно 4 миллиона масс Солнца, что меньше одного процента от М87. 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.
Из этих разогнанных струй астрономы могут наблюдать излучение электронов. Но поскольку в радиоастрономии работают с длинными волнами, что бы радиоастрономы ни наблюдали на небе с телескопом, для них все выглядит как точка. Тем не менее более полувека назад советские радиоастрономы Леонид Матвеенко, Николай Кардашев и Геннадий Шоломицкий презентовали идею, которая называется радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Они предложили собрать вместе много радиотелескопов, расставить их в разных уголках планеты Земля — или даже запустить в космос — и использовать как единую систему. Фактически при использовании интерферометра у такой системы образуется высочайшее угловое разрешение, самое высокое в астрономии. Оптический космический телескоп «Хаббл» имеет угловое разрешение 50 миллисекунд дуги, а изображение тени черной дыры имеет размер в тысячу раз меньше, чем возможности «Хаббла»! Что-то подобное можно сделать и с инфракрасными телескопами, правда, есть сложность в синхронизации, поэтому в инфракрасном диапазоне эту технологию пока не удается довести до желаемого уровня чувствительности. Тем не менее все мы пользуемся услугами интерферометров ежедневно. В частности, с помощью радиоинтерферометров можно использовать галактики, которые находятся очень далеко, как реперные точки, своего рода гвозди, прибитые к небу, относительно которых можно измерять координаты на Земле. Например, определять параметры вращения Земли и то, как в результате нутации двигается по небу ось вращения планеты. Наши коллеги, для того чтобы получить изображение тени черной дыры, уменьшили длину волны наблюдений до 1,3 мм. На коротких длинах волн плазма, которая окружает черную дыру в центрах галактик, становится более прозрачной, и благодаря этому ученые могут разглядеть, что происходит в центре. Чтобы получить такую возможность, ученые работали долгие годы, и в результате угловое разрешение системы оказалось достаточным, чтобы увидеть на изображении тень черной дыры. О «фотографии черной дыры» «Фотография черной дыры» представляет собой светящееся кольцо вокруг горизонта событий черной дыры, и для того чтобы его увидеть, нужно иметь экстремальное угловое разрешение. Ни один телескоп, который вы когда-либо видели в своей жизни, не в состоянии иметь настолько высокое угловое разрешение, чтобы различить мельчайшие детали таких объектов. Для этого понадобилась целая система — интерферометр. Итак, то, что получили ученые, — это не фотография, а восстановленное сложными математическими методами по данным наблюдений интерферометра светящееся фотонное кольцо вокруг центральной черной дыры в галактике Дева А Увидеть саму черную дыру невозможно: она черная, она поглощает весь свет, который излучается вокруг нее, поэтому мы просто видим кольцо из света, который генерирует диск материи, окружающий черную дыру. Система, получившая в результате астрономических наблюдений необходимые данные, чтобы визуализировать черную дыру, называется The Event Horizon Telescope «Телескоп горизонта событий». Она состоит из восьми антенн, наиболее важная из которых под именем ALMA находится в Чили на высоте пяти километров над уровнем моря. Она самая большая и, соответственно, самая чувствительная. То, что измеряет интерферометр, — это не фотография.
Это дает уверенность в правильности интерпретации наблюдений, в том числе и оценок массы черной дыры. Галактика M 87 из скопления галактик в созвездии Девы была выбрана для наблюдений не случайно. Размеры горизонта событий черной дыры пропорциональны ее массе, поэтому, чем массивнее черная дыра, тем больше ее тень. Благодаря своей огромной массе 6,5 миллиардов солнечных масс и относительной близости к Земле она находится от нас на расстоянии 55 миллионов световых лет черная дыра в центре галактики M 87 для земного наблюдателя является одной из крупнейших по своим угловым размерам, что и сделало ее идеальной мишенью для исследования. Поперечник её тени немного меньше 40 миллиардов километров. Создание EHT было технической задачей величайшей сложности, решение которой потребовало создания и отладки всемирной сети из восьми уже существовавших радиотелескопов, установленных в труднодоступных высокогорных местностях: на вершинах вулканов на Гавайских островах и в Мексике, в горах Аризоны в США и Сьерра Невады в Испании, в чилийской высокогорной пустыне Атакама и в Антарктике. Работа EHT основана на применении метода интерферометрии со сверхдлинной базой, который предполагает синхронизацию всех телескопов сети и использует вращение нашей планеты для образования единого гигантского глобального телескопа размером с земной шар, работающего на волне 1,3 мм. Современные алгоритмы обработки позволили EHT достичь углового разрешения в 20 микросекунд дуги, что соответствует способности читать нью-йоркскую газету из парижского кафе. Петабайты полученных этими телескопами наблюдательных данных были суммированы высокоспециализированными суперкомпьютерами, установленными в Институте радиоастрономии Макса Планка Германия и обсерватории Хэйстек MIT, США.
ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ:
- Читайте также
- Астрономы впервые получили снимок черной дыры с испускаемой из нее струей материи
- Учёные опубликовали первый снимок чёрной дыры в центре нашей галактики
- Ученые получили первый в истории снимок черной дыры в центре нашей галактики
- Фото черной дыры на месте США опубликовал Новосибирский планетарий |
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
| Опубликован первый в истории снимок черной дыры — Новости — Teletype | Чёрная дыра, расположенная примерно в 26 тысячах световых годах от Земли, получила название Стрелец A*, или Sgr A*. Предполагается, что она массивнее нашего солнца более чем в 4 млн раз. |
| Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути - | Благодаря телескопу Event Horizon удалось сделать первый снимок сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики. |
Что дала нам первая фотография черной дыры?
Коллаборация Event Horizon Telescope, cвязав 11 радиотелескопов на четырёх континентах в один огромный радиоинтерферометр, получила самое четкое в истории изображение сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Визуализированный снимок согласовался с данными наблюдений EHT и теоретическими ожиданиями Альберта Эйнштейна, включая яркое кольцо излучения, которое было вызвано падением горячего газа в чёрную дыру. Создание фото черной дыры также требует серьезного увеличения углового разрешения, что в данном случае эквивалентно чтению текста на телефоне в Нью-Йорке из кафе в Париже. На снимке мы видим массивную чёрную дыру в центре галактики Мессье 87 (M 87). Она находится от Земли на расстоянии 53 млн световых лет.
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
Уникальный снимок черной дыры в нашей галактике. "Наконец-то, мы впервые смогли взглянуть на нашу черную дыру Млечного Пути — Стрелец A", — объявила в четверг международная группа астрофизиков и исследователей из команды Event Horizon Telescope. Визуализированный снимок согласовался с данными наблюдений EHT и теоретическими ожиданиями Альберта Эйнштейна, включая яркое кольцо излучения, которое было вызвано падением горячего газа в чёрную дыру. Команда ученых опубликовала снимок, на котором вблизи и крайне подробно видны выбросы сверхмассивной черной дыры с извергаемой из нее мощной реактивной. Причиной стало то, что тень Луны на поверхности Земли легла на территорию Америки и Канады. На фото с МКС тень выглядит угрожающе и больше напоминает черную дыру. Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени.
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
| Видео: фото черной дыры доказало теорию относительности Эйнштейна | Фото предоставляет доказательство того, что в центре галактики действительно находится огромная черная дыра, вокруг которой и вращаются все объекты Млечного пути, включая Солнце, а вместе с ним и Землю. |
| Что дала нам первая фотография черной дыры? | Снимок черной дыры в созвездии Девы стал первым в истории человечества реальным изображением этого объекта. |
| Получена фотография центральной черной дыры Млечного Пути | Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. |
| Обсерватория НАСА сделала свежие снимки сверхмассивной черной дыры | Снимок, представленный на официальной пресс-конференции 12 мая, составлен из нескольких тысяч изображений черной дыры. |
Опубликовано более чёткое прямое фото чёрной дыры — снимок показал динамику аккреционного диска
Иностранные астрофизики использовали данные микроволнового телескопа ALMA для подготовки точной трёхмерной модели вспышки, которая была порождена сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения. Первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути 12 мая показали ученые из исследовательской группы Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration. Чёрная дыра — пример сильных полей, где эффекты проявляются в наиболее сильной степени», — прокомментировал в беседе с RT демонстрацию первой в истории фотографии чёрной дыры старший научный сотрудник лаборатории проблем физики космоса Физического. 11 апреля 2019 года ученые из международного проекта Event Horizon Telescope (EHT) показали четкое изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М87 в созвездии Дева, на котором впервые в истории посередине видна тень — то, что обычно и называют черной дырой.
Впервые получено изображение тени черной дыры в центре Млечного Пути
На опубликованном изображении представлен свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в 4 млн раз массивнее Солнца. Центр Млечного Пути находится в 27 тыс. Для наблюдателя на Земле обнаруженная черная дыра занимает на небе пространство размером с пончик на Луне. Чтобы получить ее изображение, астрономы синхронизировали работу восьми радиообсерваторий, расположенных на разных континентах, при помощи атомных часов и суперкомпьютеров.
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.
Добавим, что галактика M87 расположена в 55 миллионах световых лет от Земли.
Запечатленная на снимке черная дыра оказалась в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца. Поимо джета на снимке видно то, что ученые называют тенью черной дыры. Когда материя вращается вокруг черной дыры, она нагревается и излучает свет.
Черная дыра изгибается и захватывает часть этого света, создавая кольцеобразную структуру вокруг себя. Тьма в центре кольца - это и есть тень черной дыры.
Первый — построить больше телескопов. Второй — вращать Землю. Ученые пока что делают акцент на втором методе, потому что Земля и так вращается — мы к этому даже сил не прикладываем, — а телескопы стоят дорого. 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.
Самые гигантские черные дыры во Вселенной – фото
Другой сложностью является само свечение: оно меняется чуть ли не каждую минуту, поэтому зафиксировать её внешний вид — трудная задача. Дело в том, что это вполне заурядная чёрная дыра. А вот чёрная дыра из М87 интересна своей экстраординарностью — она пожирает материю так быстро, что окружающая её плазма настолько ускоряется, что из центра этой чёрной дыры материя выбрасывается в виде струй света. Информация о двух чёрных дырах благодаря этим двум размытым снимкам позволит учёным больше понять их природу. Учёные из EHT надеются в будущем увеличить количество радиотелескопов, чтобы создавать не только статичные изображения, но и даже видеоролики, показывая чёрные дыры в действии.
Однако это не фотография в привычном понимании, а изображение электромагнитных волн — именно их запечатлели радиотелескопы. Затем изображение было собрано и обработано на суперкомпьютере. Черная дыра — это область с настолько сильной гравитацией, что она притягивает и поглощает даже свет. Сама черная дыра невидима; на снимке изображен горизонт событий — граница области, в которой действует гравитация черной дыры. Видимым тут является лишь аккреционный диск — раскаленная светящаяся материя, которую «засасывает» в себя черная дыра.
Многие свойства полученного изображения неожиданно хорошо соответствуют теоретическим представлениям. Это дает уверенность в правильности интерпретации наблюдений, в том числе и оценок массы черной дыры. Галактика M 87 из скопления галактик в созвездии Девы была выбрана для наблюдений не случайно. Размеры горизонта событий черной дыры пропорциональны ее массе, поэтому, чем массивнее черная дыра, тем больше ее тень. Благодаря своей огромной массе 6,5 миллиардов солнечных масс и относительной близости к Земле она находится от нас на расстоянии 55 миллионов световых лет черная дыра в центре галактики M 87 для земного наблюдателя является одной из крупнейших по своим угловым размерам, что и сделало ее идеальной мишенью для исследования. Поперечник её тени немного меньше 40 миллиардов километров. Создание EHT было технической задачей величайшей сложности, решение которой потребовало создания и отладки всемирной сети из восьми уже существовавших радиотелескопов, установленных в труднодоступных высокогорных местностях: на вершинах вулканов на Гавайских островах и в Мексике, в горах Аризоны в США и Сьерра Невады в Испании, в чилийской высокогорной пустыне Атакама и в Антарктике. Работа EHT основана на применении метода интерферометрии со сверхдлинной базой, который предполагает синхронизацию всех телескопов сети и использует вращение нашей планеты для образования единого гигантского глобального телескопа размером с земной шар, работающего на волне 1,3 мм. Современные алгоритмы обработки позволили EHT достичь углового разрешения в 20 микросекунд дуги, что соответствует способности читать нью-йоркскую газету из парижского кафе.
Естественно, другие теории никуда не делись, но именно идея Эйнштейна сейчас стоит на первом месте по правдоподобности. Что еще мы знаем сейчас? Что это именно черная дыра. Не червоточина и не портал в другое измерение, а черная дыра. Что горизонт событий так же реален, как и мы с вами. Потому что мы видели его своими глазами. Мы знаем, что там не просто сингулярность, что горизонт событий — это не физическая поверхность, к которой можно прикоснуться. Все это еще раз подтверждает ОТО Эйнштейна. Но не стоит снимать со счетов теорию петлевой квантовой гравитации, темную материю и все, что спрятано за горизонтом событий. Плюсики в копилку ОТО не означают, что всего этого не может быть. Просто данные исследования не входят в проект EHT. Да и пока у нас нет таких технологий, чтобы досконально изучать все это. Мы можем лишь наблюдать то, что в наших силах рассмотреть. Чем и занимается EHT. Помимо того, что черная дыра вращается, теперь мы можем увидеть и силу ее гравитации. Это снова доказывает ОТО. Видимое кольцо черной дыры не есть часть горизонта событий, и даже не орбита черной дыры. Это свет, фотоны, траектория которых искривляется под действием гравитации, превращаясь в сферу. Учеными из EHT было доказано, что свет, попадая в окрестности горизонта событий подавляется почти в десять раз. И вот это самое прямое что ни на есть доказательство правоты Общей теории относительности. На изображении тени черной дыры работа EHT не закончилась, а лишь началась.
Игровая неделя: ленивый некстген-апдейт Fallout 4, скандал Escape From Tarkov и MudRunner в VR
- Получено первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути
- Новости — Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
- Впервые опубликован снимок черной дыры
- Что такое черная дыра
Кто заслужил славу за фото чёрной дыры? Реддитор нашёл пруф, что это не Кэти Боумен, но вышел фейл
Европейская южная обсерватория (ESO) совместно с Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) показали первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. В среду учёные впервые представили фотографию чёрной дыры. В рамках мероприятия учёные представили первый снимок тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в центре галактики. Расстояние до сверхмассивной чёрной дыры — 27 тысяч световых лет. Запечатлённая на снимке тень чёрной дыры, то есть кольцо излучения и материи на краю горизонта событий, находится в центре галактики M 87 (Мессье 87). Объект удалён на 53,5 млн световых лет от Земли и весит в 6-7 млрд раз больше Солнца.
Первый снимок чёрной дыры в центре нашей Галактики
Однако это было только начало. Теперь те же команда исследователей показала новое изображение того же объекта, но в поляризованных лучах. Обсудить На снимке мы видим массивную чёрную дыру в центре галактики Мессье 87 M 87.
Поперечник её тени немного меньше 40 миллиардов километров.
Создание EHT было технической задачей величайшей сложности, решение которой потребовало создания и отладки всемирной сети из восьми уже существовавших радиотелескопов, установленных в труднодоступных высокогорных местностях: на вершинах вулканов на Гавайских островах и в Мексике, в горах Аризоны в США и Сьерра Невады в Испании, в чилийской высокогорной пустыне Атакама и в Антарктике. Работа EHT основана на применении метода интерферометрии со сверхдлинной базой, который предполагает синхронизацию всех телескопов сети и использует вращение нашей планеты для образования единого гигантского глобального телескопа размером с земной шар, работающего на волне 1,3 мм. Современные алгоритмы обработки позволили EHT достичь углового разрешения в 20 микросекунд дуги, что соответствует способности читать нью-йоркскую газету из парижского кафе.
Петабайты полученных этими телескопами наблюдательных данных были суммированы высокоспециализированными суперкомпьютерами, установленными в Институте радиоастрономии Макса Планка Германия и обсерватории Хэйстек MIT, США. Эти данные после сложнейших процедур обработки с использованием новейших вычислительных методов, разработанных участниками коллаборации, преобразовывались в изображения. Создание EHT и наблюдения, результаты которых демонстрируются сегодня, являются кульминацией продолжавшихся в течение десятилетий наблюдательных, технических и теоретических работ.
Это пример глобальной кооперации, которая потребовала тесной совместной работы исследователей всего мира. Чтобы создать EHT из уже существовавших прежде инфраструктур, потребовались объединенные усилия тринадцати институтов-партнеров и поддержка множества агентств.
Для того чтобы улучшить качество получаемой картинки, можно применить два подхода. Первый — построить больше телескопов. Второй — вращать Землю. Ученые пока что делают акцент на втором методе, потому что Земля и так вращается — мы к этому даже сил не прикладываем, — а телескопы стоят дорого. 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.
Сама тень черной дыры, находящейся в центре кольца, не изменялась в размерах, что подтверждает природу объекта.
Кольцо состоит из пыли и газа. Они кружатся и попадают в черную дыру в составе аккреционного диска, а неравномерная яркость - это следствие эффекта Доплера.
Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно
| Получен первый снимок тени сверхмассивной черной дыры | Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. |
| Первое в истории фото черной дыры сделали четче | 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 чёрной дыры в центре нашей Галактики | Ученые, задействованные в проекте Event Horizon Telescope, впервые получили визуальные доказательства, что кольцо плазмы вокруг черной дыры M87*, расположенной в 55 миллионах световых лет от Земли, вращается и испытывает турбулентные изменения. |
| Получены самые детальные снимки окрестностей черной дыры в центре нашей Галактики | В рамках мероприятия учёные представили первый снимок тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в центре галактики. Расстояние до сверхмассивной чёрной дыры — 27 тысяч световых лет. |
Невидимые монстры
- Новые реальные снимки черной дыры показали ученые |
- Как появляется чёрная дыра в космосе?
- если пропустили:
- Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом? | 360°
- Подписка на дайджест
- Первый снимок черной дыры | Наука и жизнь