Обнародована первая фотография черной дыры. Команда Event Horizon Telescope показала первое изображение массивной черной дыры, расположенной в центре Млечного пути (в заглавии новости). Фото чёрной дыры М87. Почему же мы увидели снимок далёкой М87 на три года раньше, чем фотографию находящегося практически по соседству Стрельца А*? Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени.
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
Большая часть материи вокруг черной дыры попадает внутрь нее, но некоторые частицы избегают поглощения и выбрасываются далеко во вселенную в виде джетов. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. То, что принято называть фотографией черной дыры, на самом деле — изображение вещества, движущегося вокруг черной дыры. Погрузитесь в мир черных дыр с помощью фотографий, сделанных космическим телескопом Хаббл. 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. Тень чёрной дыры в галактике M87 и улучшенный вариант изображения в поляризованном свете / ESO.
Почему черные дыры так называются?
- Происхождение
- Впервые в истории ученые сфотографировали черную дыру. Новости. Первый канал
- Первое в истории фото черной дыры сделали четче
- Фотография космического монстра
- Добро пожаловать!
- Фотография черной дыры
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
EHT Collaboration Пути фотонов в окрестности черной дыры, объясняющие появление тени и кольцеобразной структуры вокруг неё. Nicolle R. Часто они порождают высокоскоростные струи плазмы — джеты, обладающие сильным излучением. Однако, когда черная дыра погружена в яркий диск светящегося газа, в месте её расположения должна быть видна темная область, напоминающая тень.
Она образуется вследствие гравитационного искривления света и его захвата горизонтом событий. Это явление, предсказываемое общей теорией относительности Эйнштейна, никогда раньше не наблюдалось. Область тени — максимально возможное приближение к изображению самой черной дыры, полностью темного объекта, который не выпускает из себя свет.
Тень должна быть окружена световым кольцом, возникающим из-за того, что черная дыра работает подобно линзе. Настоящая граница черной дыры — «горизонт событий» примерно в 2,5 раза меньше тени, которую он отбрасывает.
Тем не менее, учёные создают модели, которые с разной степенью реалистичности позволяют исследовать это загадочное место и его свойства. Демонстрация того, что объекты различной массы делают с тканью пространства-времени. В действительности гравитация этих объектов искривляет пространство-время в трёх измерениях, но это нелегко проиллюстрировать. У чёрной дыры образуется некий туннель, а что там дальше — фиг его знает. В связи с этим предполагается существование и белых дыр. Белая дыра Белая дыра — это гипотетический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Она является противоположностью черной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Однако, большинство физиков склоны считать, что на самом деле белых дыр нет.
Почему так? Гипотетически, такой объект должен продолжать расти и поглощать материю, но такое поведение противоречит известным физическим законам. Поэтому белые дыры считаются чрезвычайно неустойчивыми и неспособными существовать в долгосрочной перспективе. В рамках полного решения Шварцшильда предполагается возможность существования как чёрных, так и белых дыр. Однако на данный момент считается, что шварцшильдовских белых дыр в реальности не существует. Аналогично, полное решение Керра предусматривает наличие как чёрных, так и белых дыр. Белая дыра в рамках решения Керра известного для чёрных дыр образуется в одной вселенной в результате образования чёрной дыры в другой. А вот израильские астрономы Алон Реттер и Шломо Хеллер считают, что аномальный гамма-всплеск GRB 060614, который произошел в 2006 году, мог быть связан с белой дырой. Алон Реттер исследовал теорию, согласно которой белые дыры могут возникать, но затем немедленно распадаются, что приводит к явлению, аналогичному Большому Взрыву. Он и его коллеги назвали это явление «Малым Взрывом».
GRB 060614 не вписывается в существовавшую картину наблюдений. Длительность гамма-всплеска составила 102 секунды, рентгеновское послесвечение длилось более недели. Обычно же гамма-всплески делят на две категории: длинные более двух секунд и короткие.
Это дало впечатляющее разрешение, что позволило уловить электромагнитные волны от энергетических процессов в аккреционном диске чёрной дыры, удалённой от нас на 55 млн световых лет. С оптическими телескопами такое провернуть невозможно. Синхронизация по визуальным объектам требует невообразимого объёма данных, тогда как радиоданные легко синхронизируются и свозятся для обработки в единый центр на обычных цифровых носителях. Например, на жёстких дисках.
Именно так были получены первые изображения чёрной дыры. Точнее, её тени на фоне аккреционного диска. Были получены ещё более чёткие и обширные данные, за что надо благодарить, во-первых, новый радиотелескоп в сети — добавилась тарелка в Гренландии и, во-вторых, наблюдение в четырёх частотных диапазонах около 230 ГГц вместо двух, как раньше.
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. 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.
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
Однако вблизи края эти черные дыры выглядят удивительно похожими", — говорит Сера Маркофф, сопредседатель научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета. Экстраординарный результат и его последствия Результат, полученный с помощью EHT, является экстраординарным. Еще одна часть истории, которая имеет место, огромный прогресс в научной сфере. Не только за наши знания о Млечном Пути или за то, чему он нас учит, но и потому, что он еще раз подтверждает, куда могут двигаться научные исследования. Работа велась в течение пяти лет с использованием суперкомпьютеров для объединения и анализа данных, при этом была собрана беспрецедентная библиотека смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями. Усилия более чем 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT, позволили добиться этого замечательного достижения. Таким образом, мы можем пойти гораздо дальше в проверке поведения гравитации в этих экстремальных условиях, чем когда-либо прежде". Его данные в сочетании с данными новых рентгеновских телескопов и будущих передовых технологий могут позволить нам исследовать неизученные глубины галактического центра.
Будущие наземные телескопы, такие как Европейский чрезвычайно большой телескоп, Квадратный километровый массив и все другие, находящиеся в стадии разработки, будут иметь огромное значение в этом поиске.
Название «черная дыра» стало популярным уже во второй половине ХХ века. Ее масса превышает массу Солнца в 6,5 млрд раз. NSF Алгоритм визуализации сверхмассивной черной дыры по данным, полученным радиотелескопами, разработала Кэтрин Боуман. Полученные данные из-за их колоссального объема доставляли в аналитические центры транспортом, их анализ занял два 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. Как сама черная дыра, так и вещество вокруг могут вращаться», — говорит Моника Мощибродская Monika Moscibrodzka.
Эти объекты были предсказаны в теории Эйнштейна более 100 лет назад Вячеслав Докучаев. Докучаев уверен, что результат, полученный учеными, тянет на Нобелевскую премию, но ему обидно, что в таком значимом мероприятии не участвовала Россия. В том числе потому, что в стране нет ни одного мощного радиотелескопа. А это важно для осмысления нашего места во вселенной и смысла жизни не только отдельного человека, а всей цивилизации», — добавил Докучаев. Важны не фото, а свойства Вице-президент РАН Юрий Балега в разговоре с «360» не был так обрадован новостью о полученной фотографии. По его мнению, мы увидели то, что интересно широкому обывателю, но для физики важны физические свойства объектов, чтобы «мы могли написать картину мира». Информация сегодня в астрофизике получается не по фотографиям, а на основе спектров, которые позволяют получить физические характеристики объектов в космосе: температуру, размеры, скорость, химический состав. Фотография — это тень черной дыры. Сама черная дыра не видна, она очень мала, мы видим только окрестности Юрий Балега. Балега отметил, что важно изучить способ образования черных дыр, чтобы на основе этих данных узнать, когда они появились. На вопрос, зачем человечеству, которое вряд ли когда-нибудь встретится с черной дырой, знать об их происхождении и свойствах, вице-президент РАН ответил, что «смысл жизни человека является в познании мира, в котором мы живем». Ведь все взаимосвязано: на смартфоне есть навигатор, который привязан к интернету, последний привязан к спутникам, а они — к далеким квазарам. И для нас они неподвижные точки, радиоточки. А к этим спутникам уже привязываетесь вы», — сказал Балега. Специалист привел пример, как физик Майкл Фарадей, когда получил электричество, показал это в парламенте Великобритании. Как бы вы сегодня жили без электричества? И он тогда им сказал, что через 50 лет вы будете все налоги от этого получать.
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
Широкая двойная система Gaia BH3 была обнаружена недавно и состоит из неактивной самой массивной черной дыры звездной массы массой почти 33 массы Солнца и малометалличной звезды из гало Млечного Пути. Природа этой системы очень интересует астрономов, так как модели сталкиваются с затруднениями. Возможны два варианта, первый заключается в гибели достаточной массивной звезды, чтобы, несмотря на потерю массы за счет звездного ветра, она смогла сформировать такую черную дыру, что возможно в малометалличных карликовых галактиках. Второй вариант — динамические взаимодействия в плотных звездных скоплениях, которые могут привести к росту черной дыры за счет слияний. Ранее ученые наметили два потенциальных источника Gaia BH3, первым стал звездный поток, связанный с крупным эпизодом аккреции гало Млечного Пути остатков карликовой галактики «Секвойя» в прошлом.
В течение нескольких дней астрономы одновременно наблюдали за двумя чёрными дырами в центре Млечного Пути и в галактике Messier 87. Данные с каждой обсерватории в течение нескольких лет поступали в единый информационный центр и обрабатывались суперкомпьютером. До настоящего времени оставалось загадкой, изображение какой из двух чёрных дыр будет представлено. Презентация изображения была запланирована на 2018 год. Однако российские учёные из проекта «Радиоастрон», параллельно наблюдавшие за чёрной дырой с помощью космического радиотелескопа, указали иностранным коллегам на искажения, вызываемые межзвёздной средой.
Дополнительная обработка данных заняла ещё год. Сверхмассивные чёрные дыры , к которым относится объект в галактике Messier 87, больше Солнца в миллионы раз. Первое теоретическое описание устройства этих объектов и их «поведения» было сделано советскими астрофизиками почти полвека назад. Изображения EVT полностью подтвердили предположения отечественных учёных — чёрные дыры существуют. И они выглядят именно так, как предполагалось.
Фотогалерея 10 апреля 2019 г. Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр. Wikimedia Впервые теоретическую возможность существования таких объектов описал в 1915 г.
Тень должна быть окружена световым кольцом, возникающим из-за того, что черная дыра работает подобно линзе. Настоящая граница черной дыры — «горизонт событий» примерно в 2,5 раза меньше тени, которую он отбрасывает. Используя систему из восьми наземных радиотелескопов, получившую название Телескоп горизонта событий, и новые алгоритмы обработки сигнала, астрономам удалось впервые в истории получить изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87. Оно представляет собой кольцеобразную структуру с темной центральной областью.
Революционные результаты наблюдений представлены в серии из шести статей, опубликованных в специальном выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters. Исследователи сравнили полученные результаты с обширной коллекцией компьютерных моделей, отражающих физические особенности искривленного пространства, нагретого до сверхвысоких температур вещества и сильных магнитных полей. 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.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества. Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Фото чёрной дыры Чёрная дыра в центре M87 (слева) в поляризованном свете и Sgr A* (справа) в поляризованном свете. Чёрные дыры теперь не просто позируют на фотографиях, они участвуют в фотосессиях. Как оказалось, чёрные дыры могут не только уничтожать звезды, но и рождать новые.
Черная дыра, фото из космоса – реальное доказательство ее существования
В течение нескольких дней астрономы одновременно наблюдали за двумя чёрными дырами в центре Млечного Пути и в галактике Messier 87. Данные с каждой обсерватории в течение нескольких лет поступали в единый информационный центр и обрабатывались суперкомпьютером. До настоящего времени оставалось загадкой, изображение какой из двух чёрных дыр будет представлено. Презентация изображения была запланирована на 2018 год. Однако российские учёные из проекта «Радиоастрон», параллельно наблюдавшие за чёрной дырой с помощью космического радиотелескопа, указали иностранным коллегам на искажения, вызываемые межзвёздной средой. Дополнительная обработка данных заняла ещё год. Сверхмассивные чёрные дыры , к которым относится объект в галактике Messier 87, больше Солнца в миллионы раз. Первое теоретическое описание устройства этих объектов и их «поведения» было сделано советскими астрофизиками почти полвека назад.
Изображения EVT полностью подтвердили предположения отечественных учёных — чёрные дыры существуют. И они выглядят именно так, как предполагалось.
Создается впечатление, что мы смотрим на черную дыру через матовое окно». Но оказалось, что это лишь одна проблема. Сложнее всего то, что черная дыра развивается очень быстро. Что будет дальше? И теперь, когда мы знаем, что у нас есть эти экстремальные лаборатории гравитации, мы можем вернуться и улучшить наши инструменты и алгоритмы, чтобы увидеть больше и извлечь больше науки» — заявила Кейт Боуман.
Оказалось, ее команда уже предприняла первые попытки снять видео с черной дырой. Как отметила Боуман, ее ученые уже «добились большого прогресса, но пока не достигли цели».
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 очень хитрые величины, которые позволяют ученым восстановить изображение черной дыры.
Представьте, что я строитель, который создает гигантский телескоп размером с планету Земля, и все, что я сделал, — это выстроил каркас и пока не проложил по нему зеркала. Фактически каждая подобная пара телескопов позволяет мне положить на каркас несколько новых зеркал. И чем больше таких пар телескопов участвует в моей системе интерферометра, тем плотнее я заполняю каркас зеркалами и тем больше результатов измерений более высокого качества я получаю, чтобы восстановить изображение исследуемого космического объекта. 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.
По некоторым данным эта черная дыра больше массы Солнца — вдумайтесь! Ученые, которые демонстрировали фото одновременно в шести городах, отмечают, что это кольцо огня порождено настолько мощной гравитацией, что вырваться из нее не могут даже объекты, которые движутся со скоростью света. Хоть и далеко.
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
Для сравнения: чёрная дыра в центре галактики Messier 87 M 87 , фото которой появилось три года назад, имеет массу около 6,5 млрд масс Солнца и находится на расстоянии около 54 млн световых лет. Несмотря на колоссальную разницу в расстоянии, новое фото выглядит примерно так же, а то и немного хуже. Данные об обеих чёрных дырах собирались одновременно: в течение пяти ночей в 2017 году. Но на обработку информации о нашем объекте, как видим, ушло на три года больше. Из-за этого учёным пришлось сделать тысячи фотографий, а итоговое изображение, которое мы видим сегодня, усреднено.
Оно важно ещё и тем, что ранее были различные теории, согласно которым в центре нашей галактики нет сверхмассивной чёрной дыры.
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.
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.
Об этом говорится на сайте проекта. Изображение окончательно доказывает, что сверхмассивное тело в центре Млечного Пути — действительно черная дыра. Изображение черной дыры сверху получилось путем комбинации снимков с разных телескопов снизу Как отмечают ученые, хоть мы и не можем видеть саму черную дыру, поскольку она совершенно темная, светящийся газ вокруг нее обрамляет центральную темную область, называемую тенью. На опубликованном изображении представлен свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в 4 млн раз массивнее Солнца.
Существование таких дыр предположил еще в свое время Альберт Эйнштейн. Некоторые уравнения общей теории относительности гипотетически подтвердили их поведение и форму. Последняя совпала с полученным фото. Черные дыры до сих пор остаются одной из загадок физики. Для их изучения был создан проект «Телескоп горизонта событий». Чтобы получить фотографию, понадобилось обработать 500 терабайт данных.
Опубликовано первое в истории фото черной дыры
астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Человечество впервые увидело единственную в своём роде фотографию сверхмассивной чёрной дыры в полном разрешении. "Моделью" стала сверхмассивная черная дыра из Мессье 87 — сверхгигантской эллиптической галактики, крупнейшей в созвездии Девы. Международная команда учёных представила первый в истории снимок чёрной дыры, а точнее того, что её окружает. Эта черная дыра называется Мессье 87 или Дева А, она находится на расстоянии около 53 миллионов световых лет от Земли.