16:00 20.02.2024 Обнаружена самая яркая и быстрорастущая чёрная дыра — в день она поглощает массу Солнца. Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики Messier 87 посылает лучи плазмы и разрушения в окружающий космос. От активной сверхмассивной черной дыры ожидается колоссальный выброс излучения, поскольку она нагревает материал вокруг себя до невероятных температур.
Подписка на дайджест
- Последние новости:
- Мини черные дыры: физик рассказал об уникальном эксперименте в Большом адронном коллайдере
- Последние комментарии
- Какие чёрные дыры на ощупь? Стоит ли переживать из-за них сейчас?
#черная дыра
Понимание физики этих объектов является ключом к разгадке фундаментальных законов, управляющих Вселенной. Все потому, что черные дыры представляют собой предел двух наиболее проверенных теорий — ОТО и квантовой механики. Напомним, что общая теория относительности Эйнштейна описывает гравитацию как результат деформации пространства-времени массивными объектами, а квантовая теория — устройство мироздания на уровне атомов. Но, несмотря на полученные изображения горизонта событий черной дыры в сердце Млечного Пути и в центре галактики M87 Messier 87 , вопросов у ученых по-прежнему много. Так, британский физик-теоретик Стивен Хокинг десятилетиями изучал эти таинственные объекты и в 1974 году предположил, что прерывание квантовых флуктуаций горизонта событий испускает тип излучения, похожий на тепловое.
Проблема заключается в том, что это излучение, вероятно, слишком слабое, чтобы его смогли обнаружить обитатели Земли. Излучение Хокинга Чтобы проанализировать свойства излучения Хокинга, исследователи решили создать его аналог в лаборатории этим грешат многие молодые ученые , что в итоге удалось группе физиков из Амстердамского университета. В ходе исследования физики наблюдали потрясающий результат своей работы — свечение на смоделированном горизонте событий, правда при соблюдении определенных условий. Отметим, что наблюдаемое искусственное излучение представляет собой частицы, созданные возмущениями квантовых флуктуаций из-за искривления пространства-времени силой гравитации черной дыры.
Предложенная модель в будущем позволит изучить окружающее черные дыры пространство, на которое не влияет экстремальная динамика их образования. Люди, которые бросили вызов Вселенной: Земля отмечает День космонавтики 12 апреля 2023, 20:12 Но что еще удивительнее — полученные результаты приводят нас прямиком к феномену квантовой запутанности — явлению, при котором две частицы остаются связанными вне зависимости от того, как далеко находятся друг от друга.
Поскольку все телескопы в массиве EHT находились в разных местах, они имели немного разные представления об интересующем объекте — в данном случае, M87.
Данные, полученные двумя отдельными телескопами, включают в себя сигнал от черной дыры, но также содержат и шум, характерный для соответствующих телескопов. Суперкомпьютер-коррелятор попарно сравнивает данные со всех 8 телескопов EHT. По этим сравнениям он математически отсеивает шум и выбирает только сигнал от черной дыры.
Этому способствуют и высокоточные атомные часы, установленные на каждом телескопе — они позволяют максимально точно сопоставить получаемые потоки данных. Затем команды как в Хейстек, так и в Радиоастрономическом институте Планка начали кропотливый процесс «совмещения» данных, выявления ряда проблем на различных телескопах, их исправления и повторного совмещения до тех пор, пока данные не стали идеально подходить друг к другу. Только после этого они были переданы четырем отдельным командам по всему миру, каждая из которых получила задание создать изображение из них с использованием независимых методов.
Все четыре команды по обработке изображений ранее проверили свои алгоритмы на других астрофизических объектах, убедившись, что их методы позволят получить точную визуализацию радиоданных. Когда данные были получены, Акияма и его коллеги сразу же проверили их с помощью своих алгоритмов. Важно отметить, что каждая команда делала это независимо от других, чтобы избежать какого-либо группового отклонения в результатах.
Изображения, полученные разными командами. Его беспокойство было недолгим. Вскоре после этого все четыре команды встретились в рамках инициативы «Черная дыра» в Гарвардском университете, чтобы сравнить полученные изображения, и обнаружили, с некоторым облегчением, что все они создали одну и ту же кривую структуру, похожую на кольцо — первые прямые изображения черной дыры.
В то время инженеры Хейстек разрабатывали цифровые рекордеры и корреляторы, которые могли бы обрабатывать огромные потоки данных, которые получал бы целый ряд разрозненных телескопов.
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.
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».
Это открытие подчеркивает важность дальнейших исследований с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб". Это позволит выявить и изучить процессы формирования и роста черных дыр, которые являются ключевыми для понимания эволюции Вселенной.
Открытие поможет ученым лучше понять эволюцию черных дыр и их влияние на Вселенную, а также переосмыслить наши представления о процессе формирования этого удивительного объекта.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Недавно американские астрофизики назвали условия, при которых человек сможет безопасно попасть в черную дыру. Подробнее — в материале нашего научного обозревателя Николая Гринько. Фото: jpl. Виновата в этом чудовищная масса, образовавшаяся после коллапса какой-нибудь звезды. Понятно, что сила гравитации не распространяется бесконечно: на некотором расстоянии от черной дыры она ослабевает настолько, что свет и вещество уже могут вырваться из ее цепких объятий. Эта условная граница называется горизонтом событий. Понять, что происходит внутри черной дыры, невероятно сложно, поскольку ни заглянуть в нее, ни получить оттуда хоть какую-нибудь информацию невозможно. Даже увидеть ее нельзя!
Недавно американские астрофизики назвали условия, при которых человек сможет безопасно попасть в черную дыру. Подробнее — в материале нашего научного обозревателя Николая Гринько. Фото: jpl. Виновата в этом чудовищная масса, образовавшаяся после коллапса какой-нибудь звезды. Понятно, что сила гравитации не распространяется бесконечно: на некотором расстоянии от черной дыры она ослабевает настолько, что свет и вещество уже могут вырваться из ее цепких объятий. Эта условная граница называется горизонтом событий. Понять, что происходит внутри черной дыры, невероятно сложно, поскольку ни заглянуть в нее, ни получить оттуда хоть какую-нибудь информацию невозможно. Даже увидеть ее нельзя!
Эти загадочные космические образования образуются из остатков массивных звезд, подвергшихся гравитационному коллапсу. Их огромное гравитационное притяжение настолько сильно, что ничто, даже свет, не может вырваться из их хватки, как только пересечет горизонт событий.
Фактически первичные чёрные дыры стали тем инструментом, который собрал и превратил галактики в те структуры, которые мы наблюдаем. Сверхмассивная чёрная дыра СЧД в центре галактики Markarian 817 около года испускала сверхбыстрый ветер из частиц, оставаясь при этом в стадии средней активности. Раньше подобное наблюдалось только для сверхактивных СЧД и случалось крайне редко. Художественное представление чёрной дыры, испускающей ветер из заряжённых частиц. Это прекращает звездообразование и, по сути, определяет облик и судьбу галактики-хозяина. Для астрономов важно наблюдать подобные явления, что позволяет выяснить механизм взаимодействия СЧД и приютившей её галактики и, в конечном итоге, больше узнать об эволюции этих объектов и Вселенной. Галактика Markarian 817 на удалении 430 млн световых лет от нас с СЧД массой 81 млн солнечных явно выделилась на фоне всех остальных событий такого рода. Об активности чёрной дыры в её центре отчётливо должно было сигнализировать рентгеновское излучение, испускаемое перегретым веществом в аккреционном диске. Как позже оказалось, ветер от чёрной дыры блокировал рентгеновское излучение, и по факту оно было достаточно сильным. Анализ данных показал, что активность наблюдалась по обширному пространству аккреционного диска, что привело к образованию, как минимум трёх отдельных потоков ветра из заряжённых частиц, каждый из которых развил скорость до нескольких процентов от скорости света в вакууме. Это продолжалось около года и особым образом дало понять, как чёрные дыры и галактики могут влиять друг на друга. Тот факт, что Markarian 817 создавал эти ветры около года, не находясь в особо активном состоянии, предполагает, что чёрные дыры могут изменять форму своих галактик-хозяев гораздо сильнее, чем считалось ранее», — сообщили авторы исследования в статье, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters. В галактиках других типов эти процессы не встречаются, но, как показало новое исследование, мы просто не умели находить такие события. Астрономы из США показали пример , как случаи «жестокой расправы» чёрных дыр со звёздами обнаруживать повсеместно. Приливное разрушение звезды чёрной дырой в представлении художника. Kornmesser Когда звезда оказывается в опасной близости от чёрной дыры, она теряет большую часть своего вещества в процессе так называемого приливного разрушения. Вещество звезды образует диск вокруг чёрной дыры и запускает процесс аккреции вещества — его падение на чёрную дыру. Гравитация, трение и нагрев вещества вызывают выбросы энергии как от внутренней стороны аккреционного диска, так и с полюсов чёрной дыры, куда вещество из диска забрасывается мощными магнитными полями этого объекта. Эти выбросы энергии мы регистрируем в основном в оптическом и рентгеновском диапазонах. Астрономы из Массачусетского технологического института предложили искать события приливного разрушения звёзд чёрными дырами в инфракрасном диапазоне. Официальное сообщение о первом открытии такого события в инфракрасном спектре поступило в апреле 2023 года. Метод был признан рабочим и взят на вооружение. И это привело к лавине открытий. Шесть из них были позже отброшены, поскольку были связаны с активностью чёрных дыр в центрах галактик. Однако 12 событий были идентифицированы с высокой достоверностью, и все они были открыты впервые. Более того, все 12 новых событий приливного разрушения звёзд, зафиксированных в данных инфракрасных наблюдений, выявлены там, где раньше их не находили — в сильно запылённых галактиках. Похоже, раньше мы просто не могли уловить такие явления, поскольку пыль блокирует оптический и рентгеновский диапазоны. В инфракрасном же диапазоне никто до этого не искал подобные явления. Галактики с кандидатами в события приливного разрушения звёзд в исследовании. Источник изображения: The Astrophysical Journal, 2024 По всему получается, что приливные разрушения звёзд могут происходить фактически в галактиках любых типов и на любых стадиях их развития. Во-первых, это позволяет забыть о проблеме несоответствия количества этих событий в теории и в процессе наблюдения их наблюдалось меньше, чем предсказано, чему теперь нашли объяснение. Во-вторых, теперь у учёных появится больше данных для всестороннего изучения физики приливного разрушения звёзд, что обогатит науку новыми знаниями о процессах во Вселенной. Находка является тусклой и не видна в обычные телескопы. Найти загадочное нечто удалось по наблюдению за пульсаром, на орбите которого объект расположен. Проблема в том, что масса неизвестного объекта выходит за рамки наших знаний о нейтронных звёздах и чёрных дырах. И одни и другие с такой массой ещё не встречались. Двойная система из пульсара и чёрной дыры в представлении художника. Если загадочный объект окажется нейтронной звездой, то это откроет путь к новой физике. Его масса лежит в пределах 2,09—2,71 солнечных масс. Теоретически нейтронная звезда не может быть тяжелее 2,3 масс Солнца, но в верхней части диапазона открытий таких объектов либо нет, либо они малодостоверные. Насколько мы понимаем физику процесса, более тяжёлые нейтронные звёзды коллапсируют в чёрные дыры. Если же такие звёзды существуют, то там происходят такие процессы, о которых мы не знаем, вплоть до существования каких-то иных элементарных частиц. С другой стороны, мы ещё не открывали чёрных дыр массой менее 5 солнечных и с подтверждением открытий в нижней части диапазона массы этих объектов тоже не всё однозначно. Поэтому если загадочный объект окажется чёрной дырой, то это будет легчайшая чёрная дыра за всё время наблюдений. Это не разрушит основы физики, но даст пищу для множества научных теорий. Учёные не сомневаются в достоверности параметров открытого ими объекта. Он обнаружен на орбите пульсара PSR J0514-4002E, излучающего сверхкороткие радиоимпульсы миллисекундной длительности , и это позволило с высочайшей точностью рассчитать массу системы и массу каждого из объектов: пульсара и пока непонятно чего. Симуляция вероятной конфигурации загадочной двойной системы. Неизвестное тело совершает один орбитальный оборот за 7,44 суток. Учёные намерены приложить все усилия, чтобы узнать его природу. Вне зависимости от идентификации объекта, открытие обещает оказаться значимым для науки. На очереди публикация снимков 2021 и 2022 года, а также подготовка к съёмке в 2024 году. Эйнштейн был бы в восторге. Данные собирались «Телескопом горизонта событий» в апреле 2017 года. Несколько разбросанных по всей Земле радиотелескопов синхронно наблюдали за объектом в процессе так называемой высокочастотной радиоинтерферометрии. Сеть радиотелескопов превратилась в виртуальный радиоинструмент размерами почти с Землю. 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.
Комментарии
- На грани возможного: британские астрономы обнаружили гигантскую черную дыру
- Последние комментарии
- Впервые получен снимок черной дыры, испускающей мощный джет - Российская газета
- Подписка на дайджест
Обнаружена чёрная дыра, способная уничтожить Солнце за сутки
Национальное аэрокосмическое агентство США (NASA) сообщило о прекращении использования термина «чёрная дыра» в документообороте для обозначения области. Масса чёрной дыры Стрелец A* — 4,29 миллиона масс Солнца. Сверхмассивная черная дыра, блуждающая в космосе, была найдена учеными из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Интерфакс: Астрономы обнаружили древнейшую черную дыру из всех известных на данный момент, она появилась спустя 470 млн лет после Большого взрыва, сообщает Associated Press. 16:00 20.02.2024 Обнаружена самая яркая и быстрорастущая чёрная дыра — в день она поглощает массу Солнца. Черная дыра движется сквозь пространство создавая чрезвычайно яркое пятно ионизированного кислорода; команда исследователей считает, что это яркое пятно газа.
Мир наблюдает за вспышкой: в Галактике обнаружили новую черную дыру
| Опубликован первый в истории снимок черной дыры | Сегодня произошел исторический момент: астрофизики представили первое изображение горизонта событий черной дыры. |
| Ученые создали черную дыру в лаборатории, а она принялась светиться | Поверхность «Чёрной дыры» укрыта подтаявшим снегом, перемешанным с песком, а сам объект обнесён колючей проволокой. |
| Астрофизики нашли способ безопасно проникнуть в черную дыру. Разгадка тайны стала ближе? | Поверхность «Чёрной дыры» укрыта подтаявшим снегом, перемешанным с песком, а сам объект обнесён колючей проволокой. |
| CERN: Большой адронный коллайдер способен создать черную дыру на Земле - RW Space | 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. |
| Что будет, если попасть в чёрную дыру - Лайфхакер | Черные дыры, представленные в СМИ и литературе как опасные космические объекты, на самом деле не представляют значительной угрозы для Земли. |
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
Среди бесчисленного множества космических объектов самыми загадочными являются черные дыры – области пространства-времени, сила притяжения которых настолько. Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества. Эксперты предполагают, что вред от полигонов «Игумново» и «Белое море» ликвидирован, в «Черной дыре» был обнаружен скрытый объем отходов, поэтому работы там не завершены.
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
Примечательно, что летом этого года Минэкологии региона отчитывалось о том, что рекультивация «Черной дыры» успешно продолжается. Когда звезда приближается слишком близко к чёрной дыре, гравитационные силы чёрной дыры создают экстремальные приливы, которые разрывают звезду на длинный и тонкий поток. Среди бесчисленного множества космических объектов самыми загадочными являются черные дыры – области пространства-времени, сила притяжения которых настолько. Мини черные дыры: физик рассказал об уникальном эксперименте в Большом адронном коллайдере.
Обнаружена чёрная дыра, способная уничтожить Солнце за сутки
Визуализацию он создавал, уже имея в виду объект в центре галактики M87, который сфотографируют только через сорок лет. Кроме доступных на тот момент вычислительных мощностей, за неимением компьютерной рисовалки, ему пришлось использовать самодельную «аналоговую» технику, нанося на бумагу тушью точки с плотностью, соответствующей компьютерному расчёту. Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году. Собрать паззл из снимков «нашей» чёрной дыры оказалось значительно труднее. Газ вблизи чёрной дыры движется со скоростью, близкой к скорости света. Характерное время обращения вокруг значительно более скромной дыры в Стрельце — это минуты. Для сбора итогового снимка потребовалось пять лет работы коллаборации EHT более 300 специалистов из 80 научных учреждений разных стран с использованием суперкомпьютеров. Такие вычислительные мощности нужны даже не столько для комбинирования и обработки данных, сколько для просчёта обширной библиотеки «модельных» чёрных дыр и сопоставления их с наблюдениями. Кластеризация и усреднение снимков для получения композитного изображения чёрной дыры.
Обычно считалось, что черные дыры образуются в результате саморазрушения крупных звезд. Однако если бы черная дыра, обнаруженная в данном исследовании, образовалась обычным способом, на это ушли бы миллиарды лет. Поскольку эта черная дыра, судя по всему, на 400 миллионов лет моложе самой Вселенной, исследователи говорят, что стандартная модель образования черных дыр нуждается в пересмотре. Это открытие подчеркивает важность дальнейших исследований с помощью космического телескопа "Джеймс Уэбб".
Когда они наблюдали за М87, каждый телескоп записывал получаемые напряжения в виде массивов чисел. Всего каждый телескоп получил около одного петабайта данных, что равно 1 миллиону гигабайт. Каждая станция регистрировала этот огромный поток информации на несколько Mark6 — сверхбыстрых регистраторов данных, которые были первоначально разработаны в обсерватории Хейстек. Такие сервера, оснащенные регистраторами Mark6, стоят в каждой обсерватории и позволяют записывать петабайты данных. После окончания наблюдений исследователи на каждой станции собрали стопку жестких дисков и отправили их почтой в обсерваторию Хейстек в Массачусетсе и в Радиоастрономический институт Планка в Германии — да, воздушный транспорт в данном случае был намного быстрее, чем электронная передача данных. В обоих местах данные воспроизводились на высокоспециализированных суперкомпьютерах, называемых корреляторами, которые обрабатывали данные двумя потоками одновременно. Поскольку все телескопы в массиве EHT находились в разных местах, они имели немного разные представления об интересующем объекте — в данном случае, M87. Данные, полученные двумя отдельными телескопами, включают в себя сигнал от черной дыры, но также содержат и шум, характерный для соответствующих телескопов. Суперкомпьютер-коррелятор попарно сравнивает данные со всех 8 телескопов EHT. По этим сравнениям он математически отсеивает шум и выбирает только сигнал от черной дыры. Этому способствуют и высокоточные атомные часы, установленные на каждом телескопе — они позволяют максимально точно сопоставить получаемые потоки данных. Затем команды как в Хейстек, так и в Радиоастрономическом институте Планка начали кропотливый процесс «совмещения» данных, выявления ряда проблем на различных телескопах, их исправления и повторного совмещения до тех пор, пока данные не стали идеально подходить друг к другу. Только после этого они были переданы четырем отдельным командам по всему миру, каждая из которых получила задание создать изображение из них с использованием независимых методов. Все четыре команды по обработке изображений ранее проверили свои алгоритмы на других астрофизических объектах, убедившись, что их методы позволят получить точную визуализацию радиоданных.
Естественно, что сразу после первого опыта ученые решили сосредоточиться на наиболее важной для Земли черной дыре, которая находится в центре нашей галактики Млечный Путь. Астрофизики довольно давно высказывают предположение, что в центре спиральных галактик, к которым относится и Млечный Путь, должно находиться сверхмассивное небесное тело, которое служит центром масс и вокруг которого вращается галактика. Еще в прошлом веке говорилось, что таким телом может быть сверхмассивная черная дыра — именно такой вывод подсказывали уравнения Эйнштейна. Но предполагать недостаточно, необходимо было доказать это. Черная дыра в центре нашей галактики гораздо меньше в размерах, чем в Мессье 87: она легче в тысячу раз — составляет примерно 4 млн масс Солнца.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Черная дыра в центре нашей галактики гораздо меньше в размерах, чем в Мессье 87: она легче в тысячу раз — составляет примерно 4 млн масс Солнца. Сверхмассивная черная дыра, блуждающая в космосе, была найдена учеными из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Грубо говоря, чёрная дыра — это "дырка от бублика", а сам "бублик", или "аккреционный диск" — насильно притянутая к ней материя. Черные дыры, представленные в СМИ и литературе как опасные космические объекты, на самом деле не представляют значительной угрозы для Земли. Масса чёрной дыры Стрелец A* — 4,29 миллиона масс Солнца.