Команда Event Horizon Telescope показала первое изображение массивной черной дыры, расположенной в центре Млечного пути (в заглавии новости). На изображении ниже две "фотографии" чёрных дыр показаны рядом. Различие в размерах и массах определяется эволюцией галактик, хозяйками которых являются эти две чёрные дыры. (Фото предоставлено: Medeiros et al 2023, CC BY-ND) В апреле первое в истории изображение черной дыры, получившее название "нечеткий оранжевый пончик", потому что оно, как известно, размыто, получило серьезные изменения благодаря искусственному интеллекту.
Впервые получено изображение тени черной дыры в центре Млечного Пути
И вот – снимок черной дыры, вернее горизонта событий вокруг нее, буквально у нас под боком, в центре Млечного Пути. Изображение зафиксировало свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения. Как появляется чёрная дыра в космосе? 12 мая астрофизики проекта Event Horizon Telescope опубликовали первую в истории фотографию сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A из самого центра нашей Галактики. Астрономы впервые сделали снимок поляризованного света и магнитных полей, окружающих Стрелец А*, сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути.
Фотография черной дыры: совсем не фотография и не совсем черной дыры
Как-то уж очень совпали эти две даты. Но более реалистичным было бы ожидать снимки нового небесного тела в пределах нашей галактики. Напомню, в 2019-м именно этот Event Horizon точно так же дразнил публику новым открытием, которое потом оказалось первым в истории реальным «фото» черной дыры. Всё-таки мы говорим о проекте телескопа. Посмотрел стрим ученых, впечатлился, рассказываю. Event Horizon — массив из 11 радиотелескопов из разных стран, связанных друг с другом. Вместе они работают над получением одного более четкого изображения.
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. Но теперь мы можем уверенно говорить, что она есть. На момент получения данных в 2017 году система EHT состояла из восьми телескопов. Теперь их насчитывается 11, и астрономы уже использовали пополнение для получения новых данных, поэтому не исключено, что позже мы сможем увидеть более чёткое изображение нашей чёрной дыры.
Но ученые все еще не до конца понимают механизм возникновения черных дыр и многие их свойства, ограничиваясь во многом гипотезами. Например, гипотезой об «отсутствии волос», согласно которой черные дыры характеризуются лишь тремя параметрами массой, электрическим зарядом и угловым моментом. Вся остальная информация поглощается черной дырой и недоступна для наблюдателя. Черные дыры становятся объектом внимания многих фантастов. К примеру, некоторые предполагают, что их гравитация поможет путешествовать во времени. Нечто подобное вы могли видеть в фильме «Интерстеллар» Кристофера Нолана.
Поэтому, хотя это второе изображение черной дыры, на самом деле оно более захватывающее. Ведь его «можно использовать, чтобы провести больше тестов нашего понимания гравитации», — подчеркивает ученая. Так, ученый проекта EHT Джеффри Бауэр из Института астрономии и астрофизики Академии Синика заявил, что ученые «были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна». Почему делать его было сложнее? Это произошло еще в 2017 году. Фото: ETH Рядом с черной дырой в центре Млечного Пути «происходит много всего», и это усложнило для ученых создание изображения, отметила Боуман. И это означает, что газ в ней сильно рассеивает изображение.
Опубликован первый снимок гигантской черной дыры в Млечном Пути
На данный момент практические наблюдения за M87 раз за разом подтверждают выводы физиков-теоретиков — эта черная дыра в 55 млн световых лет от нас стала своего рода научным пособием глобального масштаба. Выявлено, что темно-оранжевое свечение является энергией, выброшенной наружу из дыры в ходе процесса поглощения ею материи. Но энергия не просто струится в космос, она проходит через серию своеобразных магнитных фильтров, параметры которых ученым удалось измерить с довольно высокой точностью. На новом изображении отчетливо видны линии, по которым магнитные поля закручивают энергию, придавая ей определенную форму.
Горизонт событий — эта некая граница, за которую он — свет - не может вырваться. На фото горизонт событий выглядит темным пятном. Его окружает кольцо огня — аккреционный диск, порожденный, по словам ученых, «огромной силой гравитации этого объекта». Диск фотонное кольцо — не однороден в силу разных скоростей вовлеченного в него вещества.
На стороне, обращенной к нам, он ярче поскольку вещество в диске несется навстречу. Галактика М87 видна с Земли. До галактики М87 - 55 миллионов световых лет. Черную дыру в ней в 2011 году обнаружила группа американских астрономов во главе с Карлом Гебхардтом Karl Gebhardt из Университета Техаса University of Texas in Austin.
Черная дыра — это объект огромной массы, гравитация которого не выпускает даже свет. Горизонт событий — эта некая граница, за которую он — свет - не может вырваться. На фото горизонт событий выглядит темным пятном. Его окружает кольцо огня — аккреционный диск, порожденный, по словам ученых, «огромной силой гравитации этого объекта». Диск фотонное кольцо — не однороден в силу разных скоростей вовлеченного в него вещества. На стороне, обращенной к нам, он ярче поскольку вещество в диске несется навстречу. Галактика М87 видна с Земли. До галактики М87 - 55 миллионов световых лет.
Главной особенностью изображения стал джет, поскольку ранее не удавалось одновременно запечатлеть и черную дыру и бьющую из него материю. В связи с этим астрономы только в теории знали, что черные дыры могут выпускать джеты, но теперь это получило подтверждение и позволит ученым глубже понимать данный механизм. Галактика М87 находится в 55 миллионах световых лет от Земли.
Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути
Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры. Стоит отметить, что результирующий снимок был получен путем усреднения тысяч визуализаций, созданных с использованием различных вычислительных методов и точно соответствующих данным наблюдений «Event Horizon Telescope». Он сохраняет особенности, которые чаще всего наблюдаются на различных изображениях, и подавляет те, что с наибольшей долей вероятности являются артефактами. Сравнение размеров сверхмассивных черных дыр в галактике Messier 87 и Млечном Пути с Солнечной системой. Credit: ESO По словам участников проекта, получить фотографию черной дыры в Млечном Пути было намного сложнее, чем в галактике Messier 87, поскольку газ, вращающийся вокруг нее, совершает полный оборот всего за пару минут, из-за чего яркость и морфология источника меняются очень быстро.
Иван Шунин Впервые теоретическую возможность существования черной дыры описал в 1915 физик Карл Шварцшильд, получив точное решение для уравнений Эйнштейна. Хотя чисто концептуально «черную звезду» — достаточно массивный объект, чтобы вторая космическая скорость на его поверхности была равна скорости света, — описал еще британский естествоиспытатель Джон Митчелл. О том, что такие объекты должны быть невидимыми и их, возможно, великое множество во Вселенной, он сообщил в письме Королевскому обществу, но особенного шума его идея тогда не наделала. Долго время подобные объекты назывались в астрономии коллапсарами, поскольку возникают, как правило, в результате коллапса массивных звезд.
Для корректировки фото использовали машинное обучение. Для этого вычислительные системы анализировали данные о космических объектах: фотографии, среди которых и возможная черная дыра в центре нашей галактики Млечный путь. С учетом того что изучать черные дыры вблизи нельзя, изображение носит важный для науки характер.
Подробнее о черной дыре в галактике Messier 87, мы рассказывали ранее. По мнению астрономов, поведение черной дыры в Млечном Пути для многих галактик является нормой. Сравнить полученные наблюдения можно с попыткой сфотографировать щенка, который гоняется за собственным хвостом, с помощью камеры с медленной выдержкой, — объясняют исследователи. Напомним, что аккреационный диск черной дыры представляет собой большую массу вещества, которое разогревается до огромных температур и вращается вокруг галактического центра. Это интересно: Что скрывают звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики?
Телескоп горизонта событий Телескоп горизонта событий EHT улавливает излучение, испускаемое частицами внутри аккреционного диска черной дыры: пятнистое гало на полученных изображениях показывает свет, искривляемый мощной гравитацией черной дыры. Event Horizon Telescope работает как единое целое Event Horizon Telescope — это глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Свое название EHT получил в честь «горизонта событий» — точки в пространстве, покинуть которую не может даже свет. И если говорить простым языком, то EHT, по сути, образует единый виртуальный телескоп «размером с Землю». Целью будущих исследований может стать «Единорог» — ближайшая к Земле черная дыра Все восемь радиотелескопов на разных континентах синхронизируются друг с другом при помощи атомных часов и суперкомпьютеров для обработки данных. Стоимость этого уникального проекта составляет около 60 миллионов долларов, 28 из которых поступили от Национального научного фонда США.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
Однако самое примечательное в той фотографии, ради чего она и была сделана, это темный круг в центре раскрашенного в условные цвета ореола. Это тень черной дыры, которая соответствует горизонту событий. Саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого вещества. На Землю смотрит полюс Поэхи, поэтому астрономы видят раскаленный газ, вращающийся вокруг черной дыры, «сверху». Однако даже если бы черная дыра была видна сбоку, расчеты показывают, что вещество движется по таким траекториям, что тень все равно была бы видна. Интересно, что по форме тени можно определить различные свойства черной дыры например, является ли она вращающейся и отличить ее от червоточины кротовой норы. Будущие свершения Чтобы узнать новые детали о космическом монстре в М87, ученым предстоит подробно изучить фотографию.
Вполне возможно, что скоро будет опубликован более впечатляющий снимок сверхмассивной черной дыры, располагающейся куда ближе Поэхи, «всего лишь» в 25 тысячах световых лет от Земли. Поскольку Млечный Путь намного спокойнее эллиптической и активной М87, то астрономы смогут узнать больше о поведении черных дыр в различной среде. Это позволит лучше рассмотреть процессы, протекающие в непосредственной близости к черной дыре. К ним относится релятивистская струя, которая выбрасывается из ядра М87 и простирается на пять тысяч световых лет. А использование электромагнитного излучения чуть большей частоты должно несколько повысить четкость новых фотографий. К сожалению, Россия остается на обочине и не участвует в проекте.
По словам Вячеслава Докучаева, ведущего научного сотрудника Института ядерных исследований РАН , у страны нет радиотелескопа миллиметрового диапазона, который можно было бы сделать частью Event Horizon Telescope.
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». В будущем исследователи попробуют задействовать больше телескопов по всему миру и собрать больше данных. Читать далее.
Выявлено, что темно-оранжевое свечение является энергией, выброшенной наружу из дыры в ходе процесса поглощения ею материи. Но энергия не просто струится в космос, она проходит через серию своеобразных магнитных фильтров, параметры которых ученым удалось измерить с довольно высокой точностью. На новом изображении отчетливо видны линии, по которым магнитные поля закручивают энергию, придавая ей определенную форму. Это образует своего рода оболочку вокруг черной дыры, но почему она такая неоднородная?
Это 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. Граница этой области называется горизонтом событий.
Фотография черной дыры: совсем не фотография и не совсем черной дыры
Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. 11 апреля 2019 года ученые из международного проекта Event Horizon Telescope (EHT) показали четкое изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М87 в созвездии Дева, на котором впервые в истории посередине видна тень — то, что обычно и называют черной дырой. Черная дыра на снимке имеет массу в 6,5 млрд раз больше, чем масса Солнца.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Коллаборация Event Horizon Telescope, cвязав 11 радиотелескопов на четырёх континентах в один огромный радиоинтерферометр, получила самое четкое в истории изображение сверхмассивной черной дыры в галактике М87. Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. Сверхмассивную черную дыру в центре галактики M87 сфотографировали в поляризованном свете, что позволило ученым впервые измерить поляризацию на самом краю – Самые лучшие и интересные новости по теме: Космос, лонгрид, м87 на развлекательном портале
5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто
Эта дыра расположена в галактике M87 в созвездии Девы, и на то, чтобы ее сфотографировать и обработать снимки, у ученых ушло около двух лет. В рамках мероприятия учёные представили первый снимок тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в центре галактики. Расстояние до сверхмассивной чёрной дыры — 27 тысяч световых лет. Команда телескопа горизонта событий показала нам второе изображение чёрной дыры в истории. На этот раз в центре нашей Галактики "Млечный Путь". Визуализированный снимок согласовался с данными наблюдений EHT и теоретическими ожиданиями Альберта Эйнштейна, включая яркое кольцо излучения, которое было вызвано падением горячего газа в чёрную дыру.
Фото черной дыры на месте США опубликовал Новосибирский планетарий
РАН: первый снимок черной дыры подтверждает теории Эйнштейна. Изображение черной дыры (сверху) получилось путем комбинации снимков с разных телескопов (снизу). Снимок был получен в диапазоне 3,5 мм, что позволило увидеть не только саму черную дыру, но и релятивистскую струю материи, выходящую из нее. Масса черных дыр может в миллионы и миллиарды раз превышать массу Солнца. Сделав эпохальный снимок черной дыры Messier 87, коллаборация обратила внимание на другие интересные объекты во вселенной. Например, на ближайшую к нам галактику Центавр A и, конечно же на сверхмассивную черную дыру в центре нашей собственной галактики.