Консорциум Event Horizon Telescope (EHT) с 2006 года работал над тем, чтобы получить снимок горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Целью этого международного сотрудничества радиотелескопов и обсерваторий телескопа "Горизонт событий" было получение первого изображения черной дыры. это глобальная сеть из радиотелескопов, которые работая вместе достигают очень высокого углового разрешения, что позволяет увидеть детали вокруг сверхмассивных черных дыр.
Получено первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути
- Публикации
- Телескоп Event Horizon показал магнитные поля вокруг черной дыры Стрелец А*
- Опубликован первый снимок гигантской черной дыры в Млечном Пути
- Search code, repositories, users, issues, pull requests...
- Event Horizon Telescope
- Телескоп горизонта событий заглянул в «сердце» далекого квазара
Телескоп горизонта событий заметил колебание тени черной дыры
Event Horizon Telescope Collaboration Stub. 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. Именно эта идея и легла в основу проекта «Телескоп горизонта событий», объединившего свыше 300 учёных из шести десятков научных учреждений по всему миру. «Впервые мы получили поляриметрические изображения в масштабе горизонта событий черной дыры в центре нашей Галактики, Sgr A*», — говорят исследователи. Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Лучи света движутся мимо черной дыры со всех сторон, но мы видим только те, которые направлены на нас. Таким образом, черная дыра может служить очень мощной линзой. Следовательно, мы должны видеть тонкий круг света, или фотонное кольцо. Правая сторона кольца будет ярче из-за вращения черной дыры. Размер кольца зависит от массы черной дыры, а яркость более ярких областей зависит от скорости вращения.
Однако на изображении черной дыры М87 фотонного кольца нет, потому что пространство между ней и Землей не полностью пустое. Есть зоны холодного газа, проходя сквозь которые, свет рассеивается, делая изображение более размытым. Новое исследование как раз и устраняет эту проблему.
Уникальные свойства черной дыры продолжают оставаться предметом изучения великих умов теоретической физики. Общая теория относительности описывает материю и пространство в большом масштабе, в то время как квантовая механика описывает свойства очень малых с выдающейся предсказательной силой. Но эти две теории имеют фундаментальные различия в своих математических основах, включая саму природу пространства, что делает их несовместимыми везде, где они оба необходимы для описания реальности. Это существо, где интенсивная масса ограничена крошечными пространствами. Два места, где происходит это столкновение теорий, находятся в начале вселенной большого взрыва и в черных дырах. Общая теория относительности предсказывает, что ничто не остановит коллапс до сингулярности звезды, более чем в десять раз превышающей массу Солнца, когда оно исчерпало внешнее давление своего ядерного синтеза. И ничто не остановит падение неосторожного космического путешественника, когда он упадет в черную дыру.
Но может ли вселенная действительно иметь массовый контракт с бесконечно малой точкой? Многие ученые надеются, что возможная теория квантовой гравитации покажет, что такая особенность предотвращена. Поиски этой теории остаются одной из величайших задач современной физики. Первое «обнаружение» черной дыры произошло не от ее непосредственного наблюдения, а от анализа ее взаимодействия с соседними звездами. Более десяти лет, начиная с 1960-х годов, усовершенствования в орбитальных рентгеновских обсерваториях предоставили подробную информацию о мощном источнике рентгеновских лучей, названном Cygnus X-1. Было установлено, что оптически видимая звезда вращается вокруг оптически темного спутника, который был источником рентгеновского излучения. Масса и движение видимой звезды говорят о том, что масса невидимого спутника примерно в 16 раз превышает массу Солнца, что вполне соответствует теоретическому диапазону неизбежного коллапса в черную дыру. Рентгеновское излучение должно было возникнуть в результате сильного движения и столкновений частиц, когда черная дыра проглотила вещество, оттянутое от звезды-компаньона. В те годы, когда наблюдения улучшились, физики Кип Торн и Стивен Хокинг сделали известную ставку на то, действительно ли Cygnus X-1 была черной дырой. Возможно, уступку Хокинга во время посещения офиса Кипа Торна в Калифорнийском технологическом институте в 1990 году можно было бы считать появлением всеобщего признания того, что черные дыры действительно существуют в нашей вселенной.
С тех пор многие другие черные дыры в диапазоне размеров звездных масс были обнаружены путем измерения их влияния на вращающиеся звезды. И в последние три года мы наблюдали эффективное обнаружение обсерваториями LIGO гравитационных волн, создаваемых парами черных дыр с массой 20-30 солнечных в последние моменты, когда они объединялись в спирали, превращаясь в одну черную дыру. Но теперь мы знаем, что во Вселенной много черных дыр, намного больше звезд. В 1963 году Мартен Шмидт ломал голову над недавно обнаруженными звездообразными объектами, которые имели непостижимые спектры. В конце концов он понял, что спектральные линии, которые озадачивали астрономов, были на самом деле знакомыми линиями, которые были чрезвычайно красными. Следовательно, они должны происходить из чрезвычайно ярких источников на большом расстоянии от нашей галактики. Рассматриваемые как пылинка за пределами нашего Млечного Пути, такие квазары могут затмить все миллиарды звезд в их родной галактике.
В середине десятилетия эстафету подхватит разрабатываемый аппарат «Спектр-УФ», который будет собирать информацию о далеких объектах в ультрафиолете. Завершит масштабный проект обсерватория «Спектр-М», чьей задачей станет исследование Вселенной в миллиметровом и инфракрасном диапазонах.
Космический цветок Главное зеркало «Миллиметрона», где отразятся ответы на загадки Вселенной, отправится в космическое путешествие аккуратно сложенным и раскроется как огромный космический цветок сразу по выведении на орбиту. После этого его полет к точке L2 составит еще три месяца. Это время будет использовано для начального охлаждения конструкции. У обсерватории-цветка будет 24 трансформируемых лепестка и центральное стационарное зеркало диаметром три метра. На каждом лепестке будет установлено по три панели из высокомодульного углепластика с алюминиевым радиоотражающим покрытием. Кинематика раскрытия зеркала будет такой же, как и у обсерватории «Спектр-Р», но устройство раскрытия модернизировано для достижения более высокой точности этого процесса. Лепестки космического цветка будут зафиксированы по краям специальными защелками. Предполагается, что аппарат проработает на орбите десять лет, из которых три — в одиночном режиме. В это время его научная аппаратура для поддержания высоких параметров чувствительности и противодействия тепловым помехам будет сильно охлаждаться.
Хотя российский и американский аппараты рассчитаны на работу в разных диапазонах электромагнитного излучения «Джеймс Уэбб» будет работать в видимом и среднем инфракрасном cпектре, а «Миллиметрон» — в субмиллиметровом и миллиметровом диапазонах , отечественный телескоп будет иметь несомненное преимущество: он позволит изучать объекты, закрытые межзвездной пылью. Например, активное звездообразование — загадочный и при этом очень «пыльный» процесс. С помощью «Спектра-М» ученые надеются узнать, как именно рождаются звезды и как развивается этот процесс. В отличие от зарубежного коллеги, «Миллиметрон» сможет также проводить быстрые обзоры небольших секторов неба. Если продолжить сравнение с аппаратом «Спектр-Р», то ученые гораздо шире рассматривают потенциал «Миллиметрона» и в рамках второго этапа, когда он будет действовать как единое целое с наземными телескопами. Дело в том, что «Спектр-Р» работал на гораздо большей длине волны, что было не очень удобно для изучения черных дыр из-за межзвездного рассеивания излучения. При уменьшении длины волны сильно снижается и эффект рассеивания, поэтому «Миллиметрон» сможет рассмотреть весьма далекие области, куда взгляд «Спектра-Р» никогда бы не проник.
Тем не менее, даже получив этот снимок, ученые не нашли однозначного ответа на вопрос о том, какие физические процессы задействованы в формировании характерного огненного кольца и полумесяца, которые окружают черную сферу горизонта событий. Ученые пока не знают, как именно черные дыры поглощают материю и какую роль в этом процессе играют магнитные поля, которые, предположительно, возникают в так называемом диске аккреции. Он представляет собой огромное кольцо из пыли и газа, которое вращается вокруг черной дыры и подпитывает ее, разогреваясь при этом до очень высоких температур. Другие исследователи сомневаются в этом и считают, что ведущую роль в этих процессах играют не только магнитные поля, но и другие физические явления. Участники проекта Event Horizon Telescope впервые проверили эти гипотезы.
Блазар: цель телескопов, снявших силуэт черной дыры
Изображение было получено международной исследовательской группой – Коллаборацией «Телескоп Горизонта Событий» («Event Horizon Telescope» EHT), которая выполнила наблюдения объекта при помощи глобальной сети радиотелескопов. На пресс-конференции в Европейской южной обсерватории ученые коллаборации «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope) представили первое изображение сверхмассивной черной дыры Стрелец А, расположенной в центре галактики Млечный Путь. When the Event Horizon Telescope (EHT) observed Sgr A* in April 2017 to make the new image, scientists in the collaboration also peered at the same black hole with facilities that detect different wavelengths of light. На пресс-конференции в Европейской южной обсерватории ученые коллаборации «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope) представили первое изображение сверхмассивной черной дыры Стрелец А, расположенной в центре галактики Млечный Путь.
Телескоп Event Horizon показал магнитные поля вокруг черной дыры Стрелец А*
| Первое изображение чёрной дыры в центре Млечного пути | Телескопом горизонта событий. |
| Event Horizon Telescope releases first ever black hole image | | Команда проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) получила самое четкое изображение сверхмассивной черной дыры, на котором видна ее «граница», так называемый горизонт событий. |
| Опубликован первый снимок гигантской черной дыры в Млечном Пути | Важным результатом наземных наблюдений стало получение Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, или EHT) изображений сверхмассивных черных дыр в центре нашей Галактики и в галактике M87. |
Телескоп горизонта событий заглянул в «сердце» далекого квазара
| Первое в истории изображение черной дыры уже стало мемом | Коллаборация Телескопа горизонта событий (EHT) показала первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. |
| Телескоп горизонта событий разглядел рекордно далекий для себя квазар | N + 1 | Дзен | В 2019 году проект «Телескоп горизонта событий» подарил нам первое прямое изображение черной дыры. |
| Телескоп Event Horizon будет зондировать тайны пространства | 10 апреля 2019 года международная группа астрономов должна представить первые результаты работы Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope). |
Телескоп горизонта событий разглядел рекордно далекий для себя квазар
Credit: M. Moscibrodzka, T. Falcke Чтобы обойти эти технические ограничения несколько лет назад был дан старт проекту «Event Horizon Telescope», целью которого является получения снимков сверхмассивных черных дыр в сердце Млечного Пути и галактики Messier 87. Почему были выбраны именно эти объекты? Все просто. Однако с черной дырой ситуация совсем другая: обладая крайне сильной гравитацией, она отклоняет и изгибает траекторию движения света настолько, что мы фактически можем видеть то, что находится за ней. И, учитывая, что сама по себе черная дыра не излучает свет, ожидаемое изображение представляет собой яркое кольцо, состоящее из всех отклоненных ею лучей. И то, что мы увидели, отлично согласуется с моделями», — добавил Роман Голд из Франкфуртского университета им.
Эти данные после сложнейших процедур обработки с использованием новейших вычислительных методов, разработанных участниками коллаборации, преобразовывались в изображения. Исследования черных дыр — одно из научных направлений физиков Объединенного института ядерных исследований. Пожалуй, самый известный из работающих в этой области дубненских физиков — профессор Дмитрий Фурсаев, сотрудник Лаборатории теоретической физики ОИЯИ и ректор Госуниверситета "Дубна". За свои научные достижения он вошел в топ-5 ректоров российских вузов.
Эти данные после сложнейших процедур обработки с использованием новейших вычислительных методов, разработанных участниками коллаборации, преобразовывались в изображения. Исследования черных дыр — одно из научных направлений физиков Объединенного института ядерных исследований. Пожалуй, самый известный из работающих в этой области дубненских физиков — профессор Дмитрий Фурсаев, сотрудник Лаборатории теоретической физики ОИЯИ и ректор Госуниверситета "Дубна". За свои научные достижения он вошел в топ-5 ректоров российских вузов.
Такой «виртуальный телескоп» позволил взглянуть на объект с разных углов зрения. За объектом наблюдала команда из 200 человек в течение нескольких дней в апреле 2017 года. Ученым понадобилось два года, чтобы обработать весь массив данных, полученных от телескопов. Однако ученые остановились на черной дыре из галактики М87.
Астрономы впервые зафиксировали фотонное кольцо у черной дыры
Они функционируют как один телескоп, который работает на длине волны 1,3 миллиметра. Первой целью проекта стало получение первого в истории изображения тени сверхмассивной черной дыры, которая находилась в центре активной галактики M87. В дальнейшем были получены изображения джетов квазаров и тени черной дыры в центре Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Светланой Йорстад Svetlana Jorstad из Института астрофизических исследований Бостонского университета представила результаты наблюдений Телескопом горизонта событий за квазаром NRAO 530 в апреле 2017 года, который выступал как калибровочная цель перед наблюдениями за центром Млечного Пути.
NRAO 530 представляет собой квазар с плоским радиоспектром, который демонстрирует сильную переменность яркости в оптическом диапазоне и ярок в гама-диапазоне.
Однако светящийся газ вокруг нее складывается в характерную картинку: темную центральную область, которую называют «тенью», и окружающую ее яркую кольцеобразную структуру. Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание процессов, которые происходят в центре нашей галактики, и дали новые ключи к пониманию того, как черные дыры взаимодействуют со своим окружением», — сказал ученый Джеффри Бауэр из коллаборации ЕНТ. Впрочем, из-за большого удаления от Земли черная дыра, по словам ученых EHT, предстает на небосклоне крошечной точкой — словно пончик, который пытаешься разглядеть на поверхности Луны. Чтобы получить изображение этого объекта, астрофизики использовали сеть из восьми обсерваторий в разных частях Земли, которые и образуют все вместе виртуальный телескоп размером с планету, носящий название Телескопа горизонта событий. Сбор данных велся в течение «множества ночей» по много часов подряд, что можно сравнить с фотосъемкой с длинной экспозицией, говорят ученые.
В рамках международного проекта «Event Horizon Telescope» астрономам впервые за всю историю наблюдений удалось получить снимок черной дыры, а точнее ее тени, «отбрасываемой» на светящийся диск из перегретого газа и пыли. Неуловимый гравитационный монстр, красующийся на «фотографии века», проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от Земли в направлении созвездия Девы. Это стало возможным только благодаря международному сотрудничеству и технологическому прогрессу, достигнутому в последние несколько лет», — рассказывает Лучано Реззола, профессор теоретической релятивисткой астрофизики из Франкфуртского университета им.
Гете Германия , один из участников проекта «Event Horizon Telescope». Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. 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. Другими словами, все, что подойдет слишком близко черной дыре и будет затянуто за горизонт событий, уже не сможет вырваться обратно.
Наблюдения 2009-2013 годов содержат гораздо меньше данных, чем измерения, проведенные в 2017 году, поэтому создать из них изображение было невозможно. Диаметр тени черной дыры по-прежнему соответствует предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна для черной дыры с массой 6,5 миллиарда солнечных. Но несмотря на то, что диаметр кольца объекта оставался постоянным, данные показали один сюрприз: колебания кольца. Поскольку поток материи турбулентен, кажется, что полумесяц колеблется со временем.
«Необычайное объявление» о центральной черной дыре нашей галактики ожидается 12 мая
Это позволяет предположить, что такое явление общее для таких объектов в космосе. Изображение: EHT Для визуализации астрономы использовали поляризацию света — когда свет создаётся колеблющимися в определённом направлении электромагнитными волнами. Именно так работают 3D-очки — две линзы имеют разную поляризацию, пропускающую только часть света, поэтому наш мозг может создавать в голове объёмное изображение. Поляризованный свет помогает уменьшить блики от ярких источников света, что и позволило команде учёных получить более чёткое представление о краях черной дыры и составить карту линий магнитного поля.
Благодаря поляризации света эти изображения показывают удивительно подробную и упорядоченную магнитную структуру вокруг чёрной дыры.
По этой логике у каждой из двух триллионов галактик находится в центре сверхмассивная или ультрамассивная чёрная дыра. Это как 40 000 000 000 солнц. 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.
На изображении видна яркая кольцеобразная область, за свечение которой ответственен горячий газ, падающий на черную дыру. 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.
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. Газ вокруг нее вращается в десятки раз быстрее. Но фото подтверждает, что физические явления, наблюдаемые на горизонте событий, становятся первоочередными, и именно от них зависит «внешность» черной дыры.
Event Horizon Telescope releases first ever black hole image
В качестве наземного плеча интерферометра рассматривались все телескопы, входящие в коллаборацию «Телескопа горизонта событий» на данный момент. Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля. в галактике Messier 87 (M87) в созвездии Девы.
Новый телескоп поможет с поиском планет, напоминающих Землю
- Подписка на дайджест
- Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути -
- Астрономы впервые рассмотрели фотонное кольцо черной дыры
- Получено первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути
Телескоп Event Horizon показал магнитные поля вокруг черной дыры Стрелец А*
Their target was a nearby galaxy dubbed M87 and its supermassive black hole, which packs the mass of six and half billion suns. Despite its size, the black hole is so far from Earth — 53 million light-years — that capturing the image took a telescope the size of the planet. The image data was taken back in 2017 but scientists have spent two years piecing it together. An impossible black hole image Black holes are so massive and dense, not even light can escape their pull. But this mysterious singularity is surrounded by the sphere of its event horizon. And anything that travels past it is doomed to fall into the black hole, with no hope of escape. That means the black hole itself is literally dark — it neither reflects nor gives off any light. She explains the shadow as the black hole absorbing the light around it. Whether or not shadow is the perfect word, it imprints this darkness on the surrounding emission. Like a whirlpool, the material spiraling around a black hole is mostly flat.
Scientists call it an accretion disk. And these accretion disks can stretch across vast distances and give off incredibly bright energy that shines across the cosmos.
И они выглядят именно так, как предполагалось.
Роль отечественной науки в изучении чёрных дыр невозможно переоценить, считает научный руководитель Государственного астрономического института им. В те времена термин «чёрная дыра» был в астрономии ругательным. Наши учёные впервые описали эти объекты», — говорит Черепащук в беседе с RT.
Также по теме «Исключительная находка»: как свет умирающей звезды помог вычислить скорость вращения чёрной дыры Американские учёные измерили массу и впервые вычислили скорость вращения сверхмассивной чёрной дыры в центре значительно удалённой от... По его мнению, благодаря полученным EVT данным удалось проверить на практике теорию общей относительности Эйнштейна. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании.
Правдивость теории Эйнштейна и раньше подтверждалась отдельными наблюдениями, но ещё никогда — в таком грандиозном масштабе, пояснил Черепащук. 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 института РАН Максим Зельников. Открытие иностранных коллег будет удостоено Нобелевской премии, считает Черепащук.
Это хорошо, потому что даже на расстоянии 26 000 световых лет от нас активно «стреляющая» сверхмассивная чёрная дыра могла бы оказывать воздействие на Землю. Такие объекты способны определять судьбу целых Галактик. Event Horizon Telescope — это проект по созданию глобальной сети радиотелескопов, которая объединяет данные нескольких станций интерферометрии по всей Земле. Если бы наши глаза имели аналогичное разрешение, мы могли бы увидеть пончик на поверхности Луны.
Поэтому новые данные позволяют сказать, что одни теории оказываются более верными, чем другие. Впервые ученые смогли получить представление о динамике аккреционного диска так близко к горизонту событий черной дыры, в экстремальных гравитационных условиях. Изучение этой области поможет понять такие явления, как релятивистские потоки вещества, и позволит ученым создать новые эксперименты для тестирования общей теории относительности.