видимой границы черной дыры получено в рамках международного проекта Event Horizon Telescope (EHT) / «Телескоп горизонта событий». 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. Именно эта идея и легла в основу проекта «Телескоп горизонта событий», объединившего свыше 300 учёных из шести десятков научных учреждений по всему миру.
Блазар: цель телескопов, снявших силуэт черной дыры
Ученые из коллаборации Телескопа горизонта событий (EHT) показали первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры, находящейся в самом центре. Европейская южная обсерватория (ESO) совместно с Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой располагается Земля. Event Horizon Telescope Collaboration (testing-general-relativity-with-the-event-horizon).jpg 2,358 × 1,762; 674 KB. Телескоп горизонта событий (антенная решетка планетарного масштаба из восьми наземных радиотелескопов) был создан специально, чтобы фотографировать черные дыры. Sputnik International.
Получен первый в истории снимок сверхмассивной черной дыры
Подробно об этом можно прочитать в статье «Долгожданное признание чёрных дыр». И вот, наконец, получено изображение, подтверждающее ранее сделанные выводы, и позволяющее продолжать исследования на новом уровне. Дело в том, что вещество в окрестности чёрной дыры движется почти со скоростью света. Как пошутил один из астрономов, они предпринимали что-то вроде попытки сделать чёткий снимок щенка, быстро гоняющегося за своим хвостом. Тем не менее, обе чёрные дыры выглядят удивительно похожими, несмотря на совершенно разные типы галактик и разницу в массе более чем в тысячу раз. Поразительная похожесть этих чёрных дыр вблизи края говорит нам, что там ими «управляет» общая теория относительности, и любые различия, которые мы видим дальше, должны быть связаны с различиями в окружающем их материале. Теперь астрономы смогут изучить различия между этими двумя сверхмассивными чёрными дырами, чтобы получить новые ценные сведения о том, как протекают процессы, играющие огромную роль в космологии, и как гравитация ведёт себя в экстремальных условиях.
Излучение от этого активного ядра галактики шло до Земли 7,5 миллиардов лет, что делает данный объект самым далеким, который наблюдался при помощи EHT. Статья опубликована в The Astrophysical Journal.
EHT Event Horizon Telescope представляет собой глобальный радиоинтерферометр , объединяющий несколько обсерваторий на всех континентах. Они функционируют как один телескоп, который работает на длине волны 1,3 миллиметра. Первой целью проекта стало получение первого в истории изображения тени сверхмассивной черной дыры, которая находилась в центре активной галактики M87.
Теперь они имеют возможность сравнивать изображения черных дыр друг с другом и искать отличия. В материале уточняется: над получением результата работало более трехсот исследователей из 80 институтов всего мира.
Это делает их практически невидимыми для обычного наблюдения. Несмотря на то, что саму чёрную дыру невозможно наблюдать, вращающийся газ и вещество в её окрестностях излучают достаточно яркий свет, который можно зарегистрировать. Для получения нового изображения коллаборация Event Horizon Telescope использовала эффект поляризации света, что позволило отобразить мощные магнитные поля, окружающие чёрную дыру.
Газета «Суть времени»
- Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути -
- Черную дыру впервые разглядели в телескоп
- Search code, repositories, users, issues, pull requests...
- Телескоп горизонта событий разглядел рекордно далекий для себя квазар
- Астрономы показали первое в истории изображение черной дыры
Newsletters
- Телескоп горизонта событий заглянул в «сердце» далекого квазара
- Сообщить об ошибке в тексте
- На фото показали магнитное поле вокруг сверхмассивной чёрной дыры нашей Галактики
- Получена первая в истории фотография черной дыры - Ин-Спейс
- Time variability of the Galactic Center black hole Sgr A*
Subcategories
- Последние комментарии
- Последние комментарии
- Впервые представлено фото черной дыры и горизонта событий
- Черную дыру впервые разглядели в телескоп
Телескоп горизонта событий
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. 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.
Участники проекта Event Horizon Telescope впервые проверили эти гипотезы. Он обнаружил, что мощные магнитные поля определенным образом закручивают волны света и заставляют его поляризоваться. Оказалось, что магнитные поля действительно играют важную роль в движении потоков материи в окрестностях горизонта событий. Декстер и его коллеги надеются, что дальнейшее изучение данных EHT поможет уточнить, как именно магнитные поля влияют на формирование выбросов черных дыр. Понимание этого критически важно для оценки влияния сверхмассивных черных дыр на рост галактик, в том числе и Млечного Пути, заключают ученые.
Чем больше телескоп, тем больше деталей он может зафиксировать. Однако это не один телескоп! Телескоп "Горизонт событий" охватывает большую часть земного шара благодаря объединению нескольких обсерваторий, расположенных по всей планете. Несмотря на такое развертывание технологии, снимок "настоящей" черной дыры еще не сделан, хотя команды EHT представили качественное изображение в 2019 году. Действительно, главное свойство этого типа астрономических объектов заключается в том, что они настолько массивны, что ничто не может от них ускользнуть, даже свет. То, что ученые пытались наблюдать в течение многих лет, это то, что находится вокруг черной дыры, "аккреционный диск". Она состоит из материи и газа, вращающихся вокруг ядра объекта на очень высокой скорости и нагретых до экстремальных температур. В конце концов, конечно, их поглощает черная дыра.
Что дальше? Плюс три телескопа к сети EHT, что улучшит разрешение изображения и позволит различить место присоединения джета к поверхности горизонта событий. Пока ученые следили за М87 всего четыре дня. По их словам, будь у них две недели, а еще лучше — два месяца, они бы сделали видео. Новостью активно стали делиться популяризаторы науки, но шутки про первую запечатленную черную дыру уже ушли в народ, и М87 тут же стала мемом. By its very nature, a black hole cannot be seen, but the hot disk of material around it shines bright. По своей природе черная дыра не видна, но горячий диск материи вокруг нее ярко светится. На ярком фоне, таком как этот диск, черная дыра отбрасывает тень» — Томас Хансуэли, астрофизик, Первый помощник руководителя Дирекции научных миссий NASA.
Первый взгляд на чёрную дыру в центре Млечного пути
Горизонт событий и тень черной дыры — темный круг, окруженный полумесяцем из яркого света, как и предсказывала теория относительности. Именно эта идея и легла в основу проекта «Телескоп горизонта событий», объединившего свыше 300 учёных из шести десятков научных учреждений по всему миру. Event Horizon Telescope ready to image black hole (BBC News).
Первое в истории изображение черной дыры уже стало мемом
Изображение, сделанное обсерваторией NASA. Эллипсами отмечены световые эха. Фото: NASA, www. Расположение телескопов принципиально, потому что облака могут помешать приему сигналов.
Так у нас появился гигантский механизм, который может из Парижа разглядеть блоху на загривке дворняги во Владивостоке. Его четкость в 2000 раз выше, чем на снимках, сделанных космическим телескопом «Хаббл». Но для чего это нам?
Целью проекта стали не какие-то условные черные дыры, а два вполне конкретных объекта: черная дыра в центре эллиптической галактики М87 и Sgr A в центре Млечного Пути. Именно фотография первой из них потрясла мир в апреле 2019 года, когда люди по всему миру читали в новостях одно и то же: «Мир получил первый в истории снимок черной дыры». И снимок этот сделан Телескопом Горизонта Событий.
Собрать пазл без миллиона деталей Правда, наша «подзорная труба» не идеальна и дает картинку только из тех мест, где расположены части Телескопа Горизонта Событий, а он не покрывает всю планету. Этот недостаток отчасти компенсирует вращение Земли: в момент наблюдения те кусочки, которые видят радиотелескопы, тоже движутся, и в результате получаются не точки наблюдения, а линии. Основываясь на данных с таким количеством белых пятен, трудно сделать однозначные выводы, поэтому был разработан специальный алгоритм, который может достроить изображение, — CHIRP Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors.
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.
Для наблюдателя на Земле обнаруженная черная дыра занимает на небе пространство размером с пончик на Луне. Чтобы получить ее изображение, астрономы синхронизировали работу восьми радиообсерваторий, расположенных на разных континентах, при помощи атомных часов и суперкомпьютеров. В 2019 году та же команда ученых опубликовала первое в истории фото черной дыры — M87 в галактике Мессье 87. Фотографии двух столь разных по размеру черных дыр позволят ученым сравнить их и найти различия.
Исследователи полагают, что наблюдение поможет понять сложную физику и необычную яркость этих объектов. Изображение : Jorstad et al. Считается, что это активные ядра галактик , которые находятся на начальном этапе развития. В этот момент сверхмассивная черная дыра в центре такого активного ядра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Это подтип блазара — активного галактического ядра с мощной релятивистской струей или джетом, направленным в сторону наблюдателя.
Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути
Посредством этого им удалось получить невероятно мощный массив. Который в свою очередь способен заглянуть в глубины космоса и приоткрыть тайны черных дыр. Блазар PKS 1510-089 Фото из открытого источника Первое достижение стало важным и очень интересным, но останавливаться на нем, естественно, никто не собирается. Ученые уже выбирают следующий объект для пристального наблюдения. Предположительно им станет блазар PKS 1510-089.
Размер кольца зависит от массы черной дыры, а яркость более ярких областей зависит от скорости вращения. Однако на изображении черной дыры М87 фотонного кольца нет, потому что пространство между ней и Землей не полностью пустое. Есть зоны холодного газа, проходя сквозь которые, свет рассеивается, делая изображение более размытым. Новое исследование как раз и устраняет эту проблему. Диффузное сияние на изображении горизонта событий М87 говорит нам не только о черной дыре, но и о газе, окружающем черную дыру. И при помощи нового алгоритма визуализации международной команде астрономов удалось отделить от изображения картинку фотонного кольца.
Это исследование — пример современного подхода к астрономическим наблюдениям. Сейчас обсерватории собирают такое количество данных, что в них зачастую гораздо больше информации, чем кажется.
Когда отдельный луч проходит рядом с черной дырой, искривление пространства-времени вызывает существенное изменение направления, намного больше, чем если бы он проходил мимо звезды.
Он может сделать поворот на 90 градусов или даже развернуться и направиться в обратную сторону. Чем ближе траектория луча к черной дыре, тем сильнее изменения. Лучи света движутся мимо черной дыры со всех сторон, но мы видим только те, которые направлены на нас.
Таким образом, черная дыра может служить очень мощной линзой. Следовательно, мы должны видеть тонкий круг света, или фотонное кольцо. Правая сторона кольца будет ярче из-за вращения черной дыры.
Размер кольца зависит от массы черной дыры, а яркость более ярких областей зависит от скорости вращения.
Также она порождает релятивистскую струю джет. Длина такого джета достигает примерно пяти тысяч световых лет.
Ученые смогли получить изображение, объединив порядка восьми телескопов, расположенных на разных континентах. Такой «виртуальный телескоп» позволил взглянуть на объект с разных углов зрения.
Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути
From the EHT observations, we expect to better understand the physics around the black hole, as well as probe General Relativity. In 2019, EHT reported the first-ever picture of the black hole with the observation of the nuclear black hole in the galaxy M87 EHT Collaboration et al.
Credit: Event Horizon Telescope collaboration et al. This is because the last major announcement from the Event Horizon Telescope project was three years ago when they released the first-ever image of a black hole and its shadow see above image.
Изображение сформировано световыми лучами, искривленными мощной гравитацией черной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца», — говорится на сайте Европейской южной обсерватории. Теперь они имеют возможность сравнивать изображения черных дыр друг с другом и искать отличия. В материале уточняется: над получением результата работало более трехсот исследователей из 80 институтов всего мира.
Первой целью была сверхмассивная черная дыра в галактике M87. Астрономы уже видели, что массивные струи заряженных частиц простираются на тысячи световых лет от центрального источника, но двигатель, приводящий в действие выбросы, оставался невидимым см. Фото выше эмиссионной струи, снятой с телескопа Хаббла. В связи с тем, что погода сотрудничала во многих местах, в апреле 2017 года проводились одновременные наблюдения в течение большей части десятидневного периода. Для интерпретации данных и восстановления изображения по сигналам, полученным со всех телескопов, потребовалось почти два года. Их сравнивали с сотнями компьютерных симуляций, которые применяли математику общей теории относительности к моделируемым параметрам, включая массу черной дыры, вращение, ориентацию оси вращения черной дыры и окружающего аккреционного диска и многое другое. На историческом изображении изображена темная «дыра в космосе», окруженная кольцом света, которое становится немного размытым из-за предела разрешения. Термин «светлый» используется в общем смысле; обнаруженное здесь излучение имеет длину волны в миллиметрах, которая не видна глазу, и отображается в произвольных цветах. Этот темный край обозначает внутренний предел стабильной орбиты фотоны вокруг черной дыры. Это примерно в два раза больше фактического горизонта событий.
Эффекты относительности сильно искажают путь света, излучаемого окружающим аккреционным диском и фоновыми источниками. Можно подумать, что черная дыра действует как такая мощная линза, что она не только направляет лучи света к нам, но и заставляет некоторых вращаться по орбитам, как спутник, вращающийся вокруг Земли. Фотоны, отклоняющиеся внутрь от «последней стабильной фотонной орбиты», навсегда теряются в горизонте событий, в то время как другие могут двигаться к нам. Наилучшее совпадение изображения с компьютерным моделированием, а также с известным направлением радиоструй свидетельствует о том, что мы наблюдаем черную дыру почти над ее осью вращения и она вращается по часовой стрелке с нашей точки зрения. Его сферическая форма согласуется с предсказаниями общей теории относительности. Увеличенная яркость нижнего квадранта обусловлена релятивистским усилением световых волн, движущихся к нам. Расчетная масса черной дыры составляет 6,5 миллиардов солнц, упакованных в горизонт событий примерно размером с нашу солнечную систему. Команда Event Horizon Telescope планирует выпустить дальнейший анализ, который включает измерения поляризации, чтобы отобразить интенсивные магнитные поля, которые обвивают черную дыру и концентрируются, и усиливают энергетические пучки заряженных частиц, которые извергаются в полярных направлениях от M87 и многих других квазаров и активных галактические центры. Будущие наблюдения на более коротких волнах и добавление большего количества телескопов планируется улучшить разрешение изображения. Следующий большой скачок в разрешении изображения потребует размещения радиотелескопов на орбите или на Луне.
Его масса, оцененная по движению звезд и газа, вращающегося очень близко к центру галактики, составляет всего 4 миллиона солнечных масс. По сравнению с черной дырой M87, это всего лишь пшик, но расстояние до него составляет всего 25 000 световых лет. Это настолько близко, что угловой размер должен быть примерно таким же, как черная дыра в M87. Хотя наблюдения уже сделаны, сокращение данных имеет свои проблемы.
Телескоп горизонта событий получил изображения квазара в 7,5 млрд световых годах от Земли
В среду представители сети Event Horizon Telescope показали первый в истории снимок окрестностей горизонта событий черной дыры в центре галактики М 87. Карта размещения обсерваторий Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope), включающий восемь обсерваторий в шести местах (ESO). EHT is a millimeter-wavelength very-long-baseline interferometry (VLBI) experiment with unprecedented micro-arcsecond angular resolution using an array of millimeter telescopes that spans the Earth.