Первое фото черной дыры Стрелец А* в центре нашей Галактики. Скачать изображение тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в высоком разрешении можно на сайте NSF. Фотография чёрной дыры, сделанная в рамках проекта Event Horizon Telescope (EHT) — одно из значимых научных достижений в астрономии и космологии.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. Фотографии черной дыры специалисты сделали с помощью «Телескопа горизонта событий». Американское космическое агентство NASA опубликовало на своем сайте анимированную визуализацию черной дыры.
NASA показала новую (и очень красивую!) визуализацию черной дыры
10 апреля мир впервые увидел черную дыру на фотографии. фотографию тени сверхмассивной черной дыры. Согласно New Scientist, астрофизики предполагали, что внутрь столь огромной черной дыры будет струиться настоящий мощный поток вещества и излучения. Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени. Спустя три года после публикации первой в истории фотографии чёрной дыры астрономы проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали второй такой снимок. Международная команда учёных представила первый в истории снимок чёрной дыры, а точнее того, что её окружает.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Роль, которую играют черные дыры во Вселенной, является одной из самых больших загадок в астрономии, и чем больше информации мы получаем, тем больше убеждаемся, что с ними всё далеко не так просто, как казалось раньше. Например, совсем недавно исследователи поняли, что б ольшинство если не все галактик имеют в своем центре черную дыру. И чем массивнее галактика, тем массивнее её черная дыра. Или нет!? Масса чёрной дыры влияет на размеры галактики!? Однако пока мы не знаем, как образовались эти черные дыры в центрах галактик их также называют сверхмассивными черными дырами. Некоторые исследователи предполагают, что они образовались как "обычные" черные дыры и каким-то образом накапливали все большую и большую массу; другие считают, что они могли образоваться только в особых условиях на ранних стадиях развития Вселенной; еще одна альтернативная теория утверждает, что "семена" этих черных дыр происходят из плотных звездных скоплений, которые разрушаются под действием гравитации. Возможно, изучение черной дыры в Henize 2-10 может дать ключ к разгадке этих теорий.
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. Но теперь мы можем уверенно говорить, что она есть.
Информации собрали так много, что было невозможно передать ее через интернет. В результате в аналитические центры в Бостоне и Бонне сотни жестких дисков свозили самолетами. Самые внимательные читатели уже подсчитали: весь проект был осуществлен еще два года назад, в 2017 году, и только сегодня компьютеры смогли сложить из разрозненных фрагментов одно изображение. Читайте также Вокруг черной дыры увидели "бублик" Черная дыра, изображение которой астрофизики предъявили миру, находится в созвездии Девы, в центре галактики Messier 87. Согласно существующей теории, черные дыры находятся в центре абсолютно всех галактик, в том числе и той, в которой находится наша планетная система. До центра нашей родной галактики Млечный Путь всего-навсего 26 тысяч световых лет. Вам не кажется странным, что астрономы выбрали для наблюдения черную дыру за 500 квинтиллионов километров, в то время как буквально под боком есть собственная? На самом деле, ничего странного тут нет. Во-первых, наша дыра гораздо меньше. Во-вторых, излучение от нее тоже слабее. И в-третьих, из-за расположения за ней очень сложно наблюдать: на пути к ней в пространстве висят триллионы звезд, циклопические облака газа и пыли, невероятное количество астероидов, комет и прочего мусора. Но все-таки астрофизики не теряют надежды и не оставляют попыток рассмотреть нашего персонального монстра.
За короткий промежуток... В апреле 2017 года восемь радиотелескопов по всему земному шару в США, Испании, Мексике, Чили и на Южном полюсе были объединены в один виртуальный телескоп диаметром 12 тыс. 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.
Первый снимок черной дыры
Сфотографировать черную дыру удалось благодаря проекту Event Horizon, который с 2012 года занимается этими загадочными объектами. Спустя семь лет обсерватории проекта, которые следили за черными дырами, объединили усилия и смогли запечатлеть поведение объекта в центре галактики Messier 87, которая расположена в 54 миллионах световых лет от Земли и весит 6,5 миллиарда масс Солнца. Реклама Телескоп размером с Землю Черная дыра — это область пространства, обладающая сильнейшей гравитацией. Исследователи полагали, что такие объекты существуют лишь в рамках общей теории относительности, ведь они невидимы и поглощают электромагнитное излучение. Астрофизики Event Horizon смогли зафиксировать тень черной дыры в галактике М87 — кольцо излучения и материи на краю горизонта событий. Ученые не просто сфотографировали объект, но и обработали изображения, сделанные с помощью радиотелескопов. Чтобы наблюдать за черной дырой, потребовался бы телескоп, который не может выдержать собственный вес, поэтому исследователи использовали обсерватории, расположенные на Гавайях в США, Испании, Мексике, Чили и на Южном полюсе.
Каждый телескоп собирал информацию, а потом астрофизики использовали суперкомпьютер, чтобы создать изображение, выглядящее так, будто его сделал один большой телескоп размером с Землю. Как сказал астроном Майкл Бремер, в Event Horizon Telescope входят восемь обсерваторий по всему миру. И все они действуют как один телескоп диаметром 10 тысяч километров. Но фото этого объекта было не первостепенно важным, потому что черная дыра в центре нашей галактики двигается, а поле зрения телескопа не так велико, поэтому ученые решили смотреть сначала на отдаленный объект в чужой галактике. Наблюдения продолжались на протяжении 10 суток в апреле 2017 года. Тогда ученые смогли расшифровать огромный объем данных.
Каждый телескоп собрал по 500 терабайтов информации, на обработку которой ушло два года. Руководитель проекта Шеп Доулман заявил, что полученное изображение черной дыры подтверждает существование горизонта событий — то есть правильность общей теории относительности Эйнштейна. Самым известным в массовой культуре изображением черной дыры стал Гаргантюа в фильме «Интерстеллар». И пользователи неоднократно заметили, что снимок и кадр из фильма частично сходятся.
С начала ХХ века, с первых работ Эйнштейна по теории относительности, пространство и время объединены в некоторую сущность. Любые тела, не только массивные, но и самые маленькие, искривляют пространство вокруг себя и одновременно влияют на ход времени. Современные измерения позволяют определить, что в одном месте время идет не так, как в другом. Можно провести эксперимент и обнаружить эту разницу. Визуализация черной дыры Фото: NASA Черная дыра — это экстремальный способ воздействия на пространство — когда в одном месте собрали так много вещества или энергии, что пространство-время свернулись и образовали специфическую область. Можно говорить, что черная дыра — это объект, но с бытовой точки зрения объект — это что-то имеющее поверхность.
Если идти по абсолютно темной комнате, можно наткнуться на стол, это будет объект с началом в конкретной точке. Если в абсолютно темной комнате или с завязанными глазами попасть в черную дыру, невозможно заметить ее границу. Потому что нет никакой твердой поверхности, человек сразу окажется внутри этой области. Сергей сравнивает такой переход с государственными или областными границами. Если идти по лесу из одной страны в другую, то без указателей и карт невозможно заметить, в какой точке кончается одно государство и начинается другое. Лес в Финляндии ничем не отличается от леса в России, и нет никакой четкой границы, на которую можно наткнуться. И черная дыра — это такая область, где масса свернула пространство-время, и в итоге никакие предметы не могут ее покинуть, как только пересекут границу. Все, что туда попало, навсегда останется за горизонтом. Черные дыры интересны в первую очередь как экстремальные объекты. Это максимально скрученное пространство-время, и многие эффекты становятся более заметны вблизи черных дыр.
Начинают появляться принципиально новые физические феномены. Визуализация черной дыры Фото: NASA В теории гравитации стремятся подобраться как можно ближе к этим экстремальным объектам. Поэтому, говорит Сергей, изучение поведения вещества в окрестности черных дыр — очень интересная штука. Как обнаружить черную дыру В конце своей жизни массивные звезды могут превращаться в черные дыры. И на этапе, когда только пытались найти первые черные дыры, возник вопрос: как их можно обнаружить. Первая идея была такой: звезды, особенно массивные, нередко рождаются парами. Одна из таких звезд превращается в черную дыру, и мы перестаем ее видеть. При этом она продолжает существовать. Предполагалось, что мы сможем увидеть вращение соседней звезды вокруг этого невидимого объекта, при помощи вычислений измерить его массу и обнаружить, что в этом месте находится черная дыра. Сергей Попов рассказывает, что исторически это был первый предложенный способ поиска.
С 60-х годов ученые пытались искать их по такому методу, но ничего не обнаружили.
В нашу сторону. Ученые из Йельского университета Yale University обнаружили след, оставленный «монстром-беглецом» в пространстве. Похож на бурун за океанским лайнером. Черная дыра и след, оставленный ею крупнейшие во Вселенной. Дыра весит как 20 миллионов солнц. Летит со скоростью более 500 километров в секунду. След тянется на 200 тысяч световых лет.
Это в два раза больше диаметра нашей галактики — Млечного пути. Черная дыра почему-то не поглощает попадающиеся на пути звезды, а каким-то образом воздействует на пространство, буквально поджигая его впереди себя. След венчает невероятно яркий сгусток. След, оставленный в пространстве черной дырой. Внутри следа новые звезды Что конкретно происходит, ученые пока не разобрались.
Если же смотреть по центру, то эта диспропорция не заметна, так как материя не движется вдоль направления взгляда наблюдателя. По его словам, такие изображения помогают понять, что имел в виду Эйнштейн, когда говорил о том, как гравитация «обволакивает ткань пространства и времени».
Черная дыра – что это, как выглядит, описание, строение, характеристики, фото и видео
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.
Использование материалов, опубликованных на сайте tula.
Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал tula. За достоверность информации в материалах, размещенных на коммерческой основе, несет ответственность рекламодатель.
Информации собрали так много, что было невозможно передать ее через интернет. В результате в аналитические центры в Бостоне и Бонне сотни жестких дисков свозили самолетами. Самые внимательные читатели уже подсчитали: весь проект был осуществлен еще два года назад, в 2017 году, и только сегодня компьютеры смогли сложить из разрозненных фрагментов одно изображение. Читайте также Вокруг черной дыры увидели "бублик" Черная дыра, изображение которой астрофизики предъявили миру, находится в созвездии Девы, в центре галактики Messier 87. Согласно существующей теории, черные дыры находятся в центре абсолютно всех галактик, в том числе и той, в которой находится наша планетная система. До центра нашей родной галактики Млечный Путь всего-навсего 26 тысяч световых лет.
Вам не кажется странным, что астрономы выбрали для наблюдения черную дыру за 500 квинтиллионов километров, в то время как буквально под боком есть собственная? На самом деле, ничего странного тут нет. Во-первых, наша дыра гораздо меньше. Во-вторых, излучение от нее тоже слабее. И в-третьих, из-за расположения за ней очень сложно наблюдать: на пути к ней в пространстве висят триллионы звезд, циклопические облака газа и пыли, невероятное количество астероидов, комет и прочего мусора. Но все-таки астрофизики не теряют надежды и не оставляют попыток рассмотреть нашего персонального монстра.
Это радиотелескоп Event Horizon. По сути, это сеть из восьми радиотелескопов, работающих по принципу радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами. Они находятся на огромном расстоянии друг от друга: на Южном полюсе, во Франции, в Чили, на острове Гавайи. Работа над его созданием велась более 10 лет.
Наконец в апреле 2017 года сеть телескопов была синхронизирована с помощью атомных часов и устремила свой взор в далекий космос. Для фотографирования черных дыр создан уникальный радиотелескоп. Проект является детищем астрофизика Шепа Доулмана, который серьезно задумался над его реализацией после изучения загадочных активностей в центрах сверхмассивных радиогалактик. Эксперимент по фотографированию черных дыр и обработке гигантской по объему информации длился около двух лет. И вот вчера ученые представили первые фотографии черной дыры из галактики М87.
Рекордно массивная черная дыра звездной массы оказалась родом из разрушенного звездного скопления
На самом деле то, что мы видим, — это не фотография. Это компьютерное изображение, полученное из огромного количества самых разнообразных данных, сложенных вместе. Обсерватории поставляли по 350 терабайт данных ежедневно, наблюдения проводились в течение недели, и в результате на обработку всей информации ушло два года напряженной работы. Информации собрали так много, что было невозможно передать ее через интернет. В результате в аналитические центры в Бостоне и Бонне сотни жестких дисков свозили самолетами. Самые внимательные читатели уже подсчитали: весь проект был осуществлен еще два года назад, в 2017 году, и только сегодня компьютеры смогли сложить из разрозненных фрагментов одно изображение.
Читайте также Вокруг черной дыры увидели "бублик" Черная дыра, изображение которой астрофизики предъявили миру, находится в созвездии Девы, в центре галактики Messier 87. Согласно существующей теории, черные дыры находятся в центре абсолютно всех галактик, в том числе и той, в которой находится наша планетная система. До центра нашей родной галактики Млечный Путь всего-навсего 26 тысяч световых лет. Вам не кажется странным, что астрономы выбрали для наблюдения черную дыру за 500 квинтиллионов километров, в то время как буквально под боком есть собственная? На самом деле, ничего странного тут нет.
Во-первых, наша дыра гораздо меньше.
Современная теория черных дыр начала формироваться в рамках общей теории относительности. Интересно, что сам Альберт Эйнштейн в существование черных дыр не верил.
Откуда берутся черные дыры? Ученые полагают, что черные дыры бывают разными по происхождению. Черной дырой в конце жизни становятся массивные звезды: за миллиарды лет в них меняется состав газов, температура, что приводит к нарушению равновесия между гравитацией звезды и давлением раскаленных газов.
Тогда происходит коллапс звезды: ее объем уменьшается, но, поскольку масса не меняется, растет плотность. Типичная черная дыра звездной массы имеет радиус 30 километров и плотность вещества более 200 млн тонн на кубический сантиметр. Для сравнения: чтобы Земля стала черной дырой, ее радиус должен составить 9 миллиметров.
Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. Их масса в миллиард раз больше массы звездных черных дыр. Происхождение сверхмассивных черных дыр неизвестно, есть гипотеза, что когда-то они были черными дырами звездной массы, которые росли, поглощая другие звезды.
Есть также спорная идея о существовании первичных черных дыр, которые могли появиться от сжатия любой массы в начале существования Вселенной. Кроме того, существует предположение, что очень маленькие черные дыры с массой, близкой массе элементарных частиц, образуются на Большом адронном коллайдере. Однако подтверждения этой версии пока нет.
Кто они, люди, которые сделали то, что предыдущему поколению казалось невозможным? Ученые проекта Event Horizon Telescope и их «минута славы» в передовых изданиях. Кэти Бауман Кэти Бауман Katie Bouman — 29-летняя девушка, которая после презентации первого в истории фото черной дыры в буквальном смысле проснулась знаменитой. Снимок, на котором она с волнением смотрит, как на экране ее компьютера появляется триумфальное фото, стал вирусным и разлетелся по всему миру. В 23 года она присоединилась в качестве младшего исследователя к проекту Event Horizon Telescope и в итоге возглавила там группу, которая 3 года занималась разработкой алгоритмов, собирающих и синхронизирующих данные с телескопов, расположенных в разных уголках Земли.
Credit: Event Horizon Telescope Однако наиболее интригующей целью проекта «Event Horizon Telescope», старт которому был дан в 2012 году, являлось получение снимка центральной сверхмассивной черной дыры 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.
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
Впервые в истории наблюдений не схематическое изображение, а фотография, настоящий снимок черной дыры. Получено первое фото черной дыры в сердце нашей Галактики. То, что принято называть фотографией черной дыры, на самом деле — изображение вещества, движущегося вокруг черной дыры. Фотография черной дыры – одно из важнейших событий за последнее столетие не только в науке, но и во всем мире. 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.