Using the Event Horizon Telescope, scientists obtained an image of the black hole at the center of galaxy M87, outlined by emission from hot gas swirling around it under the influence of strong gravity near its event horizon.
Groundbreaking Milky Way Results From the Event Horizon Telescope Collaboration – Watch Live
Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля. Это достижение стало возможным благодаря проекту Event Horizon Telescope («Телескоп горизонта событий») — глобальной сети из восьми радиотелескопов, установленных в разных точках Земли. Ученые коллаборации Телескопа горизонта событий EHT показали первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
Впервые представлено фото черной дыры и горизонта событий
View a PDF of the paper titled First M87 Event Horizon Telescope Results. Телескоп Event Horizon Telescope (EHT) запечатлел квазар под названием NRAO 530. When the Event Horizon Telescope (EHT) observed Sgr A* in April 2017 to make the new image, scientists in the collaboration also peered at the same black hole with facilities that detect different wavelengths of light.
Первое в истории изображение черной дыры уже стало мемом
Это достижение стало возможным благодаря проекту Event Horizon Telescope («Телескоп горизонта событий») — глобальной сети из восьми радиотелескопов, установленных в разных точках Земли. Национальный научный фонд выделил грант в размере 12,7 миллиона долларов США на разработку улучшений, в результате которых должно появиться новое поколение Телескопа горизонта событий (next-generation Event Horizon Telescope — ngEHT). Национальный научный фонд выделил грант в размере 12,7 миллиона долларов США на разработку улучшений, в результате которых должно появиться новое поколение Телескопа горизонта событий (next-generation Event Horizon Telescope — ngEHT). Телескоп горизонта событий — это проект, объединяющий в глобальную сеть данные нескольких телескопов. Консорциум Event Horizon Telescope (EHT) с 2006 года работал над тем, чтобы получить снимок горизонта событий сверхмассивной черной дыры.
Search code, repositories, users, issues, pull requests...
В рамках международного проекта «Event Horizon Telescope» астрономам впервые за всю историю наблюдений удалось получить снимок черной дыры, а точнее ее тени, «отбрасываемой» на светящийся диск из перегретого газа и пыли. 20 мая сотрудники Европейской южной обсерватории (ESO) и команда, занимающаяся исследованиями на Телескопе горизонта событий (EHT, Event Horizon Telescope), провели пресс-конференцию, на которой показали фото черной дыры в центре нашей Галактики. Кстати, «Телескоп Горизонта Событий» будет не единственным участником операции. Команда телескопа горизонта событий показала первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути.
Получена первая в истории фотография черной дыры
EHT Event Horizon Telescope представляет собой глобальный радиоинтерферометр, который работает благодаря синхронизации работы телескопов, расположенных на разных континентах при помощи атомных часов и использовании суперкомпьютеров для обработки данных. И вот с его помощью ученые получили изображения уже второй сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре нашей галактики Млечный Путь, на расстоянии около 27 тысяч световых лет от Солнца. Эта черная дыра имеет массу примерно 4,3 миллиона масс Солнца.
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. Между тем в состав EHT в 2018 году добавился еще один телескоп GLT, миллиметровый телескоп в Гренландии, который серьезно увеличит базу интерферометра. Самым известным в массовой культуре изображением черной дыры стал образ Гаргантюа в фильме «Интерстеллар».
За создание визуального образа черной дыры и его научную достоверность отвечал американский астрофизик Кип Торн, получивший Нобелевскую премию за открытие гравитационных волн. В киноленте изображение изобилует деталями и оптическими эффектами. Считается, что черная дыра представляет собой объект с такой сильной гравитацией, что даже свет не может отдалиться от него на бесконечное расстояние и из черной дыры не может выбраться никакое тело.
В 2012 году известный физик Стивен Хокинг поставил под сомнение существование горизонта событий, предложив переформулировать термин в «видимый горизонт». По мнению Хокинга, подобная сфера не поглощает материю, информацию и свет, а только временно удерживает их, потом «выбрасывая» в космос в искаженном виде. Обратное противоречило бы законам квантовой физики. Но человечество, тем не менее, твердо решило сфотографировать то, что свет не излучает, а, наоборот, поглощает. Еще и техникой с существенными недостатками. Подобная возможность дала бы человечеству материал для изучения общей теории относительности в режиме сильного поля, прояснила бы научное положение горизонта событий и фундаментальную физику черных дыр, самых загадочных объектов во Вселенной, чья мистическая природа давно будоражит умы мечтателей и исследователей. В космических масштабах черные дыры считаются объектами не очень большими, но находятся они от нас в миллионах световых лет. Самым большим объектом в нашем распоряжении пока остается собственная планета, поэтому работать пришлось с ней. Ученые объединили восемь радиотелескопов, расположенных в разных местах, от Северной Америки до Испании, в один большой Телескоп Горизонта Событий Event Horizon Telescope.
Всего в создании этого грандиозного проекта участвовало около 200 человек из 13 университетов и исследовательских центров: Национальной Астрономической Обсерватории Японии, Массачусетского Технологического института, Радиоастрономического института Макса Планка в Бонне и другие. Изображение, сделанное обсерваторией NASA. Эллипсами отмечены световые эха. Фото: NASA, www.
Благодаря синхронизации работы телескопов, расположенных на разных континентах, при помощи атомных часов и использовании суперкомпьютеров для обработки данных ученые в 2019 году впервые в истории получили изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре активной эллиптической галактики M87, увидели ее колебания и измерили магнитное поле вблизи дыры.
Первоначально о существовании компактного объекта ученые узнали в конце прошлого века путем отслеживания движения звезд вблизи черной дыры, за что в 2020 году была вручена Нобелевская премия по физике. Для такой массы радиус горизонта событий составляет около 12 миллионов километров. Это стало возможным благодаря модернизации проекта EHT и применения новых методов обработки получаемых данных.
Телескоп Event Horizon будет зондировать тайны пространства
Это один из самых массивных объектов, известных науке, — масса этой сверхмассивной черной дыры составляет примерно 3,5 млрд масс Солнца. 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.
Оно было сформировано по данным, собранным радиотелескопами в 2017 году [2].
RU - Глобальная сеть радио- и миллиметровых обсерваторий под названием Телескоп горизонта событий Event Horizon Telescope, EHT получила первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Трансляцию можно посмотреть на сайте ESO или на Youtube. Проект EHT начался в апреле 2017 года — восемь обсерваторий в разных уголках Земли работают как один телескоп на длине волны 1,3 миллиметра.
Изображение: EHT Для визуализации астрономы использовали поляризацию света — когда свет создаётся колеблющимися в определённом направлении электромагнитными волнами. Именно так работают 3D-очки — две линзы имеют разную поляризацию, пропускающую только часть света, поэтому наш мозг может создавать в голове объёмное изображение. Поляризованный свет помогает уменьшить блики от ярких источников света, что и позволило команде учёных получить более чёткое представление о краях черной дыры и составить карту линий магнитного поля. Благодаря поляризации света эти изображения показывают удивительно подробную и упорядоченную магнитную структуру вокруг чёрной дыры. Мы можем «видеть» и понимать геометрию магнитного поля.
Черную дыру впервые разглядели в телескоп
Это примерно эквивалентно просмотру апельсина на поверхности Луны. Что такое черная дыра? Мы знаем, что сила тяжести Земли вернет шар, брошенный вверх, но не ракету, запущенную со скоростью более 25 000 миль в час, со скоростью «сбегания» с поверхности Земли. Еще до появления Эйнштейна некоторые дальновидные ученые предполагали, что источник гравитации может быть настолько интенсивным, что даже свет, движущийся со скоростью 670 миллионов миль в час, не сможет избежать его притяжения. В 1915 году Эйнштейн опубликовал теорию общей теории относительности, удивительно успешную теорию гравитации, которая вытеснила концепцию Ньютона «таинственное действие на расстоянии» с новым подходом к геометрии пространства-времени. Вместо того, чтобы рассматривать объекты, притягиваемые к другой массе силой гравитации, общая теория относительности описывает способ, которым масса и энергия деформируют пространство, а объекты, включая свет, просто следуют контурам искривленного пространства. Общая аналогия - представить батут или матрас с шаром для боулинга, вызывающим углубление на окружающей поверхности, в то время как движущийся рядом мрамор следует по пути наименьшего сопротивления и спирали внутрь. Перефразируя физика Джеймса Уилера: «искривленное пространство говорит материи, как двигаться, в то время как материя говорит пространству, как изгибаться».
Концепция проста и изящна, но математика для решения конкретных задач устрашает. Через год после публикации Эйнштейн был удивлен, получив письмо от молодого математика Карла Шварцшильда, который тогда находился на российском фронте Первой мировой войны, в котором было дано точное решение общих уравнений относительности для сферической массы достаточного веса, которая бы заставила пространство-время изгибаться так сильно, что вся материя и свет будут захвачены внутри. Граница, из которой ничто не могло уйти, стала называться «горизонтом событий». Эйнштейн поздравил Шварцшильда с его математическим достижением, но утверждал, что таких объектов на самом деле не существует. Вселенная не должна содержать все явления, которые соответствуют уравнениям теории. Немногие физики взялись за этот вопрос, но в 1939 году Роберт Оппенгеймер и Хартленд Снайдер рассчитали, как массивная звезда, лишенная ядерного топлива, будет бесконечно взрываться до точки «сингулярности». Ничто, кроме ее гравитационного поля, не будет сохраняться для внешних наблюдателей.
Уникальные свойства черной дыры продолжают оставаться предметом изучения великих умов теоретической физики. Общая теория относительности описывает материю и пространство в большом масштабе, в то время как квантовая механика описывает свойства очень малых с выдающейся предсказательной силой. Но эти две теории имеют фундаментальные различия в своих математических основах, включая саму природу пространства, что делает их несовместимыми везде, где они оба необходимы для описания реальности. Это существо, где интенсивная масса ограничена крошечными пространствами. Два места, где происходит это столкновение теорий, находятся в начале вселенной большого взрыва и в черных дырах. Общая теория относительности предсказывает, что ничто не остановит коллапс до сингулярности звезды, более чем в десять раз превышающей массу Солнца, когда оно исчерпало внешнее давление своего ядерного синтеза. И ничто не остановит падение неосторожного космического путешественника, когда он упадет в черную дыру.
Но может ли вселенная действительно иметь массовый контракт с бесконечно малой точкой? Многие ученые надеются, что возможная теория квантовой гравитации покажет, что такая особенность предотвращена.
Поскольку поток материи турбулентен, кажется, что полумесяц колеблется со временем. По словам исследователей, не все теоретические модели допускают такие колебания. Поэтому новые данные позволяют сказать, что одни теории оказываются более верными, чем другие. Впервые ученые смогли получить представление о динамике аккреционного диска так близко к горизонту событий черной дыры, в экстремальных гравитационных условиях.
Хотя телескопы решетки не связаны друг с другом физически, получаемые ими наблюдательные данные можно точно синхронизировать при помощи атомных часов — водородных мазеров. Во время глобальной наблюдательной кампании 2017 года такие синхронные наблюдения были выполнены на длине волны 1.
Каждый телескоп EHTв ходе кампании получал громадное количество данных: 350 терабайт в день. Эти данные записывались на высокопроизводительные жесткие диски, наполненные гелием, а затем отсылались на высокоспециализированные суперкомпьютеры — так называемые корреляторы — в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории Хэйстек MIT для суммирования. Эти данные после сложнейших процедур обработки с использованием новейших вычислительных методов, разработанных участниками коллаборации, преобразовывались в изображения.
Поляризованный свет помогает уменьшить блики от ярких источников света, что и позволило команде учёных получить более чёткое представление о краях черной дыры и составить карту линий магнитного поля. Благодаря поляризации света эти изображения показывают удивительно подробную и упорядоченную магнитную структуру вокруг чёрной дыры. Мы можем «видеть» и понимать геометрию магнитного поля. А учитывая, что оно играет ключевую роль в процессе выброса ими быстрых и длинных струй, подобные исследования также позволят лучше понимать природу этих экстремальных явлений. На нём можно увидеть структуру магнитного поля вдоль струи.
Комментарии
- Впервые получено изображение тени черной дыры в центре Млечного Пути
- Информация
- A story of overcoming differences between people and telescopes
- Астроном показал на что способен телескоп горизонта событий - YouTube
- A VLBI receiving system for the South Pole Telescope
Телескоп горизонта событий
Для совместной работы объединились астрофизики из почти 40 стран. Также по теме Космическая столовая: учёные рассказали о внезапно «проснувшейся» чёрной дыре Учёные обнаружили чёрную дыру, которая внезапно «проснулась» и начала ускоренно «поедать» окружающий её газ. 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.
I carried out the following steps of the receiver development from inception to implementation: 1 electromagnetic simulations of the millimeter receiver components, 2 assembly of specially manufactured components, 3 system testing, and 4 the software development.
Светлана Йорстад , старший научный сотрудник Бостонского университета и руководитель проекта по исследованию NRAO 530 Астрофизики полагают, что дальнейшие наблюдения за квазаром помогут понять, как со временем меняются характеристики самых внутренних джетов и их связь с производством фотонов высокой энергии. Телескоп горизонта событий — международное сотрудничество, которое объединяет радиотелескопы в разных странах мира для наблюдения за сверхмассивными черными дырами. Ранее исследователи проекта показали, как выглядят такие объекты в центре галактики M87 и Млечного Пути , а также нашли фотонное кольцо в галактике M87. Читать далее:.
Тем не менее, даже получив этот снимок, ученые не нашли однозначного ответа на вопрос о том, какие физические процессы задействованы в формировании характерного огненного кольца и полумесяца, которые окружают черную сферу горизонта событий. Ученые пока не знают, как именно черные дыры поглощают материю и какую роль в этом процессе играют магнитные поля, которые, предположительно, возникают в так называемом диске аккреции. Он представляет собой огромное кольцо из пыли и газа, которое вращается вокруг черной дыры и подпитывает ее, разогреваясь при этом до очень высоких температур. Другие исследователи сомневаются в этом и считают, что ведущую роль в этих процессах играют не только магнитные поля, но и другие физические явления. Участники проекта Event Horizon Telescope впервые проверили эти гипотезы.