Сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sagittarius A*) находится в центре Млечного Пути, отчего наблюдать ее крайне сложно.
Первый в истории снимок черной дыры
Из-за этого снимок кажется заблюренным, поскольку астрономы предприняли что-то вроде попытки сделать четкое фото щенка, который быстро гоняется за своим хвостом. Но именно эта фотография впервые показала гиганта, скрывающегося в центре нашей галактики. Это изображение служит свидетельством того, чего мы можем достичь, когда глобальное исследовательское сообщество объединяет самые яркие умы и делает невозможное возможным. Язык, континенты и даже галактика не могут помешать тому, чего способно достичь человечество, когда мы объединимся для всеобщего блага. Это позволит понять, чем они похожи и чем отличаются. Астрономы уже приступили к проверке теорий и моделей поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр на основе полученных данных.
Были построены первые радиотелескопы современного вида, позволившие астрономам начать полноценное изучение Млечного Пути. В 1970-е выяснилось, что помехи испускает относительно компактный радиоисточник в самом центре нашей галактики. Созвездие Стрельца, фото телескопа «Хаббл» Примерно тогда же прошли первые наблюдения центра Млечного Пути в инфракрасном диапазоне в отличие от видимого света, инфракрасное излучение проходит через пылевые скопления.
Астрономам был известен лишь один объект, соответствующий подобным характеристикам: сверхмассивная чёрная дыра. Чёрная дыра — это область пространства-времени, обладающая настолько сильным гравитационным притяжением, что ни частицы, ни электромагнитное излучение уже не могут её покинуть. Граница этой области невозврата называется горизонтом событий. Анатомия чёрной дыры С обывательской точки зрения чёрная дыра — это космический «пылесос», который затягивает всё, что окажется на его пути. Чёрные дыры действительно поглощают вещество и могут разрывать целые звёзды. Но надо понимать, что существует несколько видов чёрных дыр. Есть чёрные дыры звёздных масс. Они образуются в результате гравитационного коллапса звёзд-гигантов.
Такие объекты — при диаметре где-то в пару десятков километров — имеют массу, в среднем лежащую в диапазоне от 5 до 50 масс Солнца. Но чёрная дыра в центре Млечного Пути совсем не такая. По последним подсчётам, её масса в 4,2 миллиона раз превосходит массу Солнца при диаметре в 26 миллионов километров. Такие объекты называют сверхмассивными чёрными дырами. Сейчас считается, что подобные образования расположены в центрах большинства галактик. И роль таких чёрных дыр не ограничивается функцией «пылесосов». Чёрная дыра в фильме «Интерстеллар», визуализированная на основе расчётов астрофизиков Сверхмассивные чёрные дыры активно влияют на свои галактики. В частности, они могут подавлять процессы звездообразования и разрушать целые звёздные скопления.
В то же время при некоторых обстоятельствах чёрные дыры могут выступать и в качестве «творцов». Астрономам известны случаи, когда воздействие чёрных дыр, наоборот, способствовало формированию новых звёзд. Все эти процессы играют огромную роль в эволюции галактик, что, в свою очередь, не может не сказаться на перспективах зарождения в них жизни. Между чёрными дырами звёздных масс и сверхмассивными чёрными дырами — пропасть. И здесь кроется одна из главных тайн современной астрофизики. Теории предполагают существование и чёрных дыр средней массы. У астрономов уже есть несколько кандидатур на роль таких объектов — но даже если они и подтвердятся, имеющиеся данные говорят о том, что таких чёрных дыр всё равно значительно меньше, чем их мелких и крупных собратьев. Причина такой диспропорции остаётся загадкой.
Анализ данных показал высокий уровень активности с 2006 по 2008 год с резким спадом активности в течение следующих четырех лет. После 2012 года частота вспышек снова увеличилась, и исследователям было сложно выделить закономерности. Соавтор работы, доктор Якоб ван ден Эйнден из Оксфордского университета, комментирует выводы группы: «Как именно возникают вспышки, остается неясным. Ранее считалось, что больше вспышек следует после того, как газовые облака или звезды проходят мимо черной дыры, но доказательств этого пока нет. И мы все еще не можем подтвердить гипотезу о том, что магнитные свойства окружающего газа тоже играют роль».
Рентгеновские лучи низкой энергии от 300 до 1500 электронвольт показаны красным цветом. Зеленым - среднеэнергетические 1 500 - 3 000 эВ. Синие - высокоэнергетические от 3 000 до 10 000 эВ. Пока мы не можем проверить теорию о том, что магнитные свойства окружающих газовых масс могут играть определенную роль".
Первое фото черной дыры в центре нашей галактики: когда его сделали на самом деле
астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Первым получили изображение сверхмассивной чёрной дыры M87*, а вслед за ним снимок намного меньшей чёрной дыры в центре нашей галактики — Стрелец A* (Sgr A*). Внизу — участок чёрной дыры Стрелец А* Сверхновая звезда Остатки сверхновой.
КосмоСториз: ПОЛУЧЕН ПЕРВЫЙ ЖИВОЙ СНИМОК ЧЕРНОЙ ДЫРЫ (Стрелец A*)
Потому что там идет химическая реакция и частички, которые там вылетают, они горячие. Чем горячее, тем белее свет. То же самое и там. Когда газ падает вокруг черной дыры, он из-за трения нагревается до высоких температур и светится, как любое раскаленное тело Константин Постнов. Астрофизик отметил, что светятся плазма и газ, которые нагреты до огромных температур в окрестностях черной дыры. Постнов объяснил, что черная дыра — это очень глубокая «потенциальная яма», компактный объект с большой массой. Туда падает газ, нагревается до высоких температур и светится в разных диапазонах света. Другими словами, если в земле выкопать яму и что-то туда бросить, то чем глубже будет отверстие, тем больше скорость падающего объекта, то есть он будет выделять больше энергии.
Результат на Нобелевскую премию Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Вячеслав Докучаев в беседе с «360» объяснил, что современная астрофизика считает черные дыры самыми важными объектами во вселенной. До сих пор ученые имели только косвенные доказательства, что эти черные дыры существуют. Сегодня произошло выдающееся событие. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. Физики ждали этого 100 лет. 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.
К настоящему времени известны лишь две сверхмассивные черные дыры с большим размером.
Полученная учеными картинка воображение не поражает — оранжевый бублик, словно снятый на некачественную камеру телефона. Масса газа, падающего в черную дыру, достигает примерно одной массы Солнца каждые десять лет. Возможность увидеть это при помощи гигантского виртуального интерферометра стала одним из наиболее интересных достижений в астрофизике в течение последних десятилетий.
Естественно, что сразу после первого опыта ученые решили сосредоточиться на наиболее важной для Земли черной дыре, которая находится в центре нашей галактики Млечный Путь.
Ранее подобные объекты учёным удавалось увидеть в других диапазонах — авторы работы уверены, что речь идёт об одном физическом явлении. Открытие поможет раскрыть природу этих раскалённых точек, а также лучше понять, какие процессы протекают вблизи горизонта событий чёрных дыр. В 2017 году обсерватория ALMA была подключена к проекту EHT Event Horizon Telescope — Телескоп горизонта событий — сети из восьми обсерваторий, работающий совместно по принципу радиоинтерферометра радиоинтерферометр — инструмент для радиоастрономических наблюдений с высоким угловым разрешением, который включает несколько антенн, расположенных на большом расстоянии друг от друга. Также по теме Под воздействием газа: учёные раскрыли тайну образования ультрадиффузных галактик Российские астрономы в составе международной группы исследователей выяснили, как образуются ультрадиффузные галактики. Они могут...
Два года ушло на калибровку данных, разработку моделей и новых методов построения изображений. Почему на то, чтобы показать его, ученым понадобилось еще три года? Чем отличаются сверхмассивные черные дыры в M87 и Млечном Пути? Сверхмассивная черная дыра, которую EHT продемонстрировал в 2019 году, — гигант, одна из самых массивных известных нам черных дыр. Ее масса в 6,5 миллиарда больше массы Солнца. Ее дом — гигантская эллиптическая галактика Дева А Мессье 87 в центре сверхскопления Девы, это в 55 миллионах световых лет от Земли. Черная дыра в М87 окружена аккреционным диском и испускает релятивистские джеты — струи заряженных частиц, двигающихся со скоростью, близкой к скорости света. Джеты в M87 хорошо видны во всем диапазоне электромагнитного спектра. Она намного ближе, на расстоянии 27 тысяч световых лет от нас, а ее масса на три порядка меньше, чем у черной дыры в М87 — около 4 миллионов масс Солнца. Но она к нам ближе всего.
При этом результаты двух групп, полученные независимо на двух различных телескопах, сошлись с хорошей точностью. В 2020 году за эту работу была присуждена Нобелевская премия по физике подробнее читайте в нашем материале «И все-таки они существуют». Поскольку размер горизонта событий черной дыры прямо пропорционален ее массе, а угловой размер на небе обратно пропорционален расстоянию, изображения теней обеих черных дыр должны быть примерно одного размера. Во-первых, мы находимся в плоскости диска Млечного Пути и нам приходится смотреть в его центр через плотные облака газа и пыли, которые находятся на пути излучения. И поглощение, и искажение излучения приходится учитывать при построении финального изображения. Эти эффекты были теоретически предсказаны ранее, но для большинства других активных ядер галактик они малы, и на практике их почти никогда не учитывают. Поэтому в коллаборации EHT пришлось разрабатывать методы учета таких искажений, чтобы в итоге получить четкие изображения. Если представить, что вы снимаете черную дыру в М87 обычным фотоаппаратом, то это означало бы, что вы можете держать затвор открытым восемь-девять часов. Поэтому получилось так, что радиоастрономы получили множество кусочков мозаики, но все они относились к разным картинкам, потому что пока они получали эти фрагменты, изображение менялось. Чтобы собрать из них единое изображение потребовалось пять лет.
Они нашли четыре кластера моделей, четыре типа изображений, которые согласовывались лучше всего», — говорит Ковалев. Из этих четырех кластеров было построено финальное изображение.
Получено изображение черной дыры в центре нашей Галактики
Хотя это может показаться тревожным, волноваться не стоит. Однако понимание того, как функционируют черные дыры, крайне важно для ученых, чтобы разгадать тайны формирования и эволюции галактик. Черные дыры очаровывают ученых и астрономов на протяжении многих веков.
Сама черная дыра предстает пятном в центральной части полумесяца. Так выглядит черная дыра в галактике М87. Обсерватория «Телескоп горизонта событий» объединяет в глобальную сеть несколько крупнейших радиотелескопов, разбросанных по разным континентам.
Работая совместно, телескопы образуют своего рода «тарелку» небывалого размера, которая и позволяет заглядывать вглубь Вселенной на десятки миллионов световых лет. Таким образом три года назад и удалось разглядеть черную дыру — гигантский объект в центре галактики М87. Его, а точнее поверхность черной дыры или горизонт событий, выражаясь астрономически, ученые впервые показали на пресс-конференции, которую команда телескопа провела в Вашингтоне в National Press Club 10 апреля 2019 года. Обсерватория «Телескоп горизонта событий» объединяет насколько радиотелескопов в единую сеть. Открытие черной дыры в нашей галактике удостоено Нобелевской премии по физике за 2020 год.
Пожаловаться Ученые показали первое изображение тени сверхмассивной черной дыры Стрелец A в центре Млечного Пути. Она находится на расстоянии около 26 тысяч световых лет от Земли. Масса превышает Солнце примерно в четыре млн раз.
Черная дыра в Млечном Пути: ученые увидели центр нашей галактики
сверхмассивной черной дыры в самом центре нашей галактики, Млечного Пути. Интересен не сам снимок тени черной дыры Стрелец А*, а способ, которым он был сделан. Фотография стала прямым визуальным доказательством черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики. Ученые сделали интригующее открытие, касающееся сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики, известной как Стрелец А* (Sgr A*). Хотя эта черная дыра относительно спокойна по сравнению с другими, новые данные свидетельствуют о том, что около 200 лет. Самые четкие изображения области вокруг сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре Млечного Пути получили астрономы. Астрофизики считают, что менее 1 % материала, находящегося под гравитационным влиянием черной дыры Стрелец А, достигает точки невозврата, потому что большая его часть выбрасывается.
Непредсказуема и хаотична. Почему черная дыра Стрелец А вспыхивает нерегулярно?
Это первое изображение Стрельца A* (или сокращенно Sgr A*), сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это первое изображение Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Внизу — участок чёрной дыры Стрелец А* Сверхновая звезда Остатки сверхновой. Ученые более трех лет наблюдали за сверхмассивной черной дырой Стрелец А* в центре нашей галактики.
Стрелец А* – черная дыра в центре Млечного Пути
Максвелл, обобщив данные по радионаблюдениям в дециметровом и сантиметровом диапазонах, пришли к выводу, что малое ядро Галактики представляет собой объект диаметром 10 пк, связанным с источником Стрелец-А [29]. К началу 1970-х годов благодаря наблюдениям в радиоволновом диапазоне было известно, что радиоисточник Стрелец-А имеет сложную пространственную структуру. В 1974 году Б. Балик и С. Ситуация коренным образом изменилась благодаря развитию инфракрасной астрономии, для которой космическая пыль практически прозрачна. Ещё в 1947 году Стеббинс и А. Уитфорд, используя фотоэлемент, сканировали галактический экватор на длине волны 1,03 мкм, однако не обнаружили дискретного инфракрасного источника [33]. Мороз в 1961 году провёл аналогичное сканирование окрестностей Sgr A на волне 1,7 мкм и тоже потерпел неудачу [34].
В 1966 году Е. Беклин сканировал район Sgr A в диапазоне 2,0—2,4 мкм и впервые обнаружил источник, по положению и размерам соответствовавший радиоисточнику Стрелец-А. В 1968 году Е. Беклин и Г. В середине 1970-х годов начинается исследование динамических характеристик наблюдаемых объектов. В 1976 году Е. Воллман спектральными методами использовалась линия излучения однократно ионизованного неона Ne II с длиной волны 12,8 мкм исследовал скорость движения газов, в области диаметром 0,8 пк вокруг галактического центра.
По полученным данным Воллман предпринял одну из первых попыток оценить массу объекта, предположительно находящегося в центре галактики.
Теперь же изображение доказывает, что сверхмассивное тело в центре Млечного Пути — действительно чёрная дыра. Учёные отмечают, что хоть мы и не можем видеть саму чёрную дыру, светящийся газ вокруг неё обрамляет центральную тёмную область, называемую тенью. На опубликованном изображении представлен свет, искривлённый мощной гравитацией чёрной дыры, которая в 4 млн раз массивнее Солнца.
И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением.
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.
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.
Сфоткали черную дыру в центре нашей галактики
Мексиканские ученые из Национального автономного университета выяснили, что рядом с черной дырой Стрелец А* (компактным радиоисточником) возникли загадочные вспышки. Высококачественная картинка позволила обнаружить сильные и организованные магнитные поля, спирально распространяющиеся от края сверхмассивной черной дыры Стрелец А*. Изучая черные дыры, подобные Стрельцу А*, исследователи могут получить ценные сведения о том, как происходит формирование и эволюция галактик. В сфере интересов этого проекта была черная дыра в центре галактики M87, а также черная дыра Стрелец A* в центре нашей галактики.
Сфоткали черную дыру в центре нашей галактики
На это обратили внимание ученые из разных стран мира. Российско-немецкий телескоп «Спектр-РГ» получил данные звезды. Результаты подтверждают чрезмерно возросшую яркость объекта. В результате вспышки яркость звезды внезапно возросла в 75 раз, чего не наблюдалось раньше ни с одним космическим объектом. С чем это связано — ученые пока не могут сказать. Данные исследований, проведенных в мае этого года обсерваторией Кека показывают, что яркость соседней черной дыры значительно увеличилась в инфракрасном диапазоне. После этого она стала немного тусклее.
В 1974 году Б. Балик и С. Ситуация коренным образом изменилась благодаря развитию инфракрасной астрономии, для которой космическая пыль практически прозрачна. Ещё в 1947 году Стеббинс и А. Уитфорд, используя фотоэлемент, сканировали галактический экватор на длине волны 1,03 мкм, однако не обнаружили дискретного инфракрасного источника [33]. Мороз в 1961 году провёл аналогичное сканирование окрестностей Sgr A на волне 1,7 мкм и тоже потерпел неудачу [34]. В 1966 году Е. Беклин сканировал район Sgr A в диапазоне 2,0—2,4 мкм и впервые обнаружил источник, по положению и размерам соответствовавший радиоисточнику Стрелец-А. В 1968 году Е. Беклин и Г. В середине 1970-х годов начинается исследование динамических характеристик наблюдаемых объектов. В 1976 году Е. Воллман спектральными методами использовалась линия излучения однократно ионизованного неона Ne II с длиной волны 12,8 мкм исследовал скорость движения газов, в области диаметром 0,8 пк вокруг галактического центра. По полученным данным Воллман предпринял одну из первых попыток оценить массу объекта, предположительно находящегося в центре галактики. В 1975 году Е. Четыре из них 1, 2, 3, 5 позиционно совпали с известными по радионаблюдениям компонентами радиоисточника Sgr A.
Дальнейшие наблюдения с экстремально большого телескопа Европейской южной обсерватории в чилийской пустыне Атакама подтвердили массу BH3 и орбиту звезды, которая обращается вокруг чёрной дыры раз в 11,6 года. Самая большая чёрная дыра в Млечном Пути, Стрелец А, имеет совокупную массу нескольких миллионов Солнц. Она находится в самом центре галактики и образовалась не из взорвавшейся звезды, а в результате коллапса огромных облаков пыли и газа. Хотя BH3 массивнее других чёрных дыр звёздного происхождения в Млечном Пути, она похожа на некоторые из тех, что были обнаружены с помощью гравитационных волн, или пульсаций в пространстве-времени, которые возникают при столкновении чёрных дыр в далёких галактиках. В Млечном Пути может быть 100 миллионов звёздных чёрных дыр, но, несмотря на их огромную массу, их крайне сложно обнаружить.
В центре Млечного Пути находится очень компактный и яркий источник радиоволн. Это небесное тело, вокруг которого совершают свое вращательное движение все звезды Млечного Пути, включая нашу собственную. Этот результат дает неопровержимые доказательства того, что объект действительно является черной дырой, и ценные подсказки о том, как она работает. Это изображение - долгожданный взгляд на огромный объект в центре нашей галактики. Хотя мы не можем увидеть саму черную дыру, поскольку она абсолютно темная, светящийся газ вокруг нее оставляет заметные следы. Темная центральная область, известная как тень, черной дыры окружена яркой кольцевой структурой. На снимке запечатлен свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Наблюдения говорят нам об активной сверхмассивной черной дыре, которая притягивает к себе материал и заставляет его погружаться в свою пасть. Изучив ее орбиту, были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры.
Представлено новое изображение черной дыры в нашей галактике
Астрономам из Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO) удалось заглянуть в центр нашей Галактики и увидеть там вспыхивающие звезды, «звездные ясли», магнитные полосы и сверхмассивную черную дыру под названием Стрелец А. Первым получили изображение сверхмассивной чёрной дыры M87*, а вслед за ним снимок намного меньшей чёрной дыры в центре нашей галактики — Стрелец A* (Sgr A*). В окрестностях черной дыры Стрелец А* обнаружили внегалактическую звезду S0-6.
Что такое интерферометрия?
- Опубликован первый в истории снимок черной дыры
- На новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии -
- Впервые получено изображение тени черной дыры в центре Млечного Пути
- Содержание