Астрономы впервые получили прямое визуальное изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87 и ее тени. Команда Event Horizon Telescope показала первое изображение массивной черной дыры, расположенной в центре Млечного пути (в заглавии новости). 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.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Граница этой области называется горизонтом событий. Изучая пару сливающихся галактик, астрономы обнаружили в них две огромные чёрные дыры, одновременно растущие близ центра новой галактики.
Существуют строгие ограничения, продиктованные тем, что астрономам известно о космосе. Ученые знают, на что должны быть похожи астрономические объекты и на что они не похожи. Это позволяет отсеять огромное количество вариантов, изображающих то, что не может находиться в центре галактик. Допустим, мы запускаем симуляцию, в которой генерируется черная дыра в соответствии с предсказаниями теории относительности Эйнштейна, после чего экзотический объект помещается в центр Млечного Пути. В результате моделируются данные, которые в этом случае должен получить Event Horizon Telescope.
Если бы черная дыра на самом деле выглядела иначе или ее вообще не было , данные телескопов были бы совершенно другими и алгоритм Боуман мог бы получить совершенно другие изображения. Алгоритм, в свою очередь, подобен сборщику пазла. Он анализирует скудные данные, полученные телескопами, и выстраивает на их основе общую картинку, используя фрагменты тысяч введенных в него изображений космических и даже земных объектов. Если из различных наборов изображений получается именно изображение черной дыры которую мы симулировали , то ученые могут быть уверены, что алгоритм работает правильно. То есть в какой-то степени реконструированная фотография черной дыры является коллажем из фрагментов различных снимков, даже повседневных. Если бы алгоритм был плохим, результат сильно бы зависел от набора введенных изображений, и вместо черной дыры исследователи получили бы, например, фотографию со свадебной церемонии.
Кадр: фильм «Интерстеллар» Все сошлось Полученное изображение сверхмассивной черной дыры в галактике М87 соответствует предсказаниям теории относительности Эйнштейна, позволяющей определить массу и диаметр этого экзотического объекта. Размером она превосходит Солнечную систему и достигает 40 миллиардов километров. Кроме того, она содержит массу 6,5 миллиарда Солнц.
Едва ли не самый главный парадокс: мы получили изображение объекта, который вообще невозможно увидеть, а тем более сфотографировать. Черная дыра — это объект с чудовищной массой и плотностью, что позволяет ему обладать невероятно огромной гравитацией.
Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. Однако на некотором расстоянии от нее излучение все-таки может победить гравитацию — и вот эта воображаемая граница, эта точка невозврата и называется горизонтом событий. Вокруг идеально круглой черной дыры видны гигантские облака газа, разогретые до невероятных температур. Они светятся так ярко, что затмевают несколько миллиардов соседних звезд. То, что зафиксировали радиотелескопы, — свечение этого газа, электромагнитные волны, оторвавшиеся от горизонта событий.
Расстояние, на котором расположен объект съемки, — 50 миллионов световых лет. Это очень далеко. Это невероятно далеко. Это просто непостижимо далеко. То, что запечатлено на снимке, по размерам больше, чем вся наша солнечная система, а масса черной дыры больше солнечной в шесть с половиной миллиардов раз.
Черная дыра «Стрелец А» гораздо больше, чем вся наша Солнечная система. От Земли «Стрелец А» находится на расстоянии в 50 миллионов световых лет: это в три миллиона раз дальше, чем от нашей планеты до Солнца. Снимок называют «фотографией века», и пользователи его уже оценили.
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
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.
Снимок, представленный на официальной пресс-конференции 12 мая, составлен из нескольких тысяч изображений черной дыры. Еще больше интересных статей о звездах, галактиках и тайнах Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте В конечном итоге ученые надеются, что наблюдение за целым рядом черных дыр, как довольно спокойных, так и турбулентных, может помочь ответить на многочисленные вопросы об эволюции галактик — сегодня ответа на вопрос о том, что появилось раньше — галактика или черная дыра — не существует.
Это очень хитрые величины, которые позволяют ученым восстановить изображение черной дыры. Представьте, что я строитель, который создает гигантский телескоп размером с планету Земля, и все, что я сделал, — это выстроил каркас и пока не проложил по нему зеркала. Фактически каждая подобная пара телескопов позволяет мне положить на каркас несколько новых зеркал. И чем больше таких пар телескопов участвует в моей системе интерферометра, тем плотнее я заполняю каркас зеркалами и тем больше результатов измерений более высокого качества я получаю, чтобы восстановить изображение исследуемого космического объекта. Для того чтобы улучшить качество получаемой картинки, можно применить два подхода. Первый — построить больше телескопов.
Второй — вращать Землю. Ученые пока что делают акцент на втором методе, потому что Земля и так вращается — мы к этому даже сил не прикладываем, — а телескопы стоят дорого. Именно таким образом все лучше и лучше заполняется зеркалами наш пустой каркас, все качественнее и качественнее восстанавливается изображение тени черной дыры. Как визуализировали данные интерферометра Ученые, которые занимались исследованием черной дыры, разработали разные способы восстановления ее изображения. Для проверки правильности своего результата они также придумали следующее: разделили команду внутри коллаборации «Телескопа горизонта событий» на несколько групп, которые восстанавливали изображение по полученным измерениям втайне друг от друга — разными методами и с запретом на общение между группами. Когда работа была закончена, все ученые встретились и сравнили результаты. Почему ученые считают, что на «фото» — черная дыра? Из измерений размера тени можно оценить массу черный дыры в изучаемой галактике Дева А. Это одна из самых активных близких к нам галактик с ярко излучающим центром.
Масса оказалась равна примерно 6 миллиардам масс Солнца, что совпало с независимыми оценками, которые были сделаны в течение последних 10—20 лет с помощью совсем других методов. То есть размер тени оказался строго таким, как и ожидалось. По большому счету это является, наверное, основным аргументом в пользу того, что темное пятно с ореолом — это именно тень черной дыры. Однако интересных для нас параметров черной дыры — например, с какой скоростью она вращается или каковы характеристики диска вокруг нее, который «скармливает» в дыру пыль и газ — получить пока не удается. О черной дыре в центре галактики Млечный Путь Чтобы случился прорыв в нашем понимании черных дыр, необходимо исследовать черную дыру в центре нашей Галактики, потому что именно ее массу мы знаем с высокой точностью. Вокруг него можно видеть движение звезд и измерять параметры их орбит, а дальше на помощь снова приходит школьный курс физики, а точнее, обобщенные законы Кеплера: зная параметры орбиты, период обращения движения звезды по орбите и размеры орбит, можно измерить массу черной дыры.
Когда долгожданное фото было опубликовано, пользователи соцсетей первым же делом стали делать мемы. Ниже — самые забавные версии о том, что же на самом деле представляет из себя черная дыра. Контент недоступен.
В результате у вас должна получиться прекрасная фотография черной дыры только палец вынимайте быстрее — ученым же для этого потребовалась пара десятков лет. Что такое черная дыра Начнем с теории. То есть все, что нам нужно знать для расчетов, это массу M и радиус объекта R , не забудем уточнить в справочнике и величину гравитационной постоянной G. Черная дыра — это объект, вторая космическая скорость которого равна или больше скорости света, это настолько массивный и компактный объект, что с него ничто не может улететь, включая фотоны, частицы света Ученые уже сто лет пытаются проверить общую теорию относительности Эйнштейна и, в частности, постулаты, лежащие в ее основе. Один из них, который знают абсолютно все, это постулат о скорости света, согласно которому скорость света в вакууме — это максимальная скорость, которую можно достичь в нашей Вселенной. Так что, если у вас есть объект, достаточно массивный и достаточно компактный, он будет черной дырой. Почему черной? Потому что, напоминаю, с него ничего не может улететь, в том числе свет, который в норме показал бы черную дыру во всей красе. Чтобы узнать размер черной дыры, можно использовать формулу второй космической скорости, заменив V2 на c2 скорость света в квадрате. Размер черной дыры Rg определяет горизонт событий. Чтобы вы представили себе, насколько это большие объекты, давайте сделаем черную дыру из чего-то знакомого, например из Земли. Если мы сожмем Землю, гравитационный радиус для черной дыры, которую мы из нее сделали, будет равен 9 миллиметрам. Если мы сожмем Солнце, сделав из него черную дыру, черная дыра с массой как наше Солнце будет иметь диаметр 6 километров. Под этими тремя километрами гравитационного радиуса ничего нельзя будет увидеть. Расположение черных дыр Ученые считают, что массивные черные дыры находятся в центрах других далеких галактик, а также в центре нашей Галактики. Вокруг центра активной галактики располагается диск из пыли и газа, и из внутренних областей этого диска вещество «падает» на черную дыру, в центр. Вместе с веществом на центральную сверхмассивную черную дыру также «падает» и магнитное поле, которое накапливается в «пружину». Электромагнитная пружина в состоянии вытолкнуть наружу материю и даже ускорить ее до скоростей, очень близких к скорости света. Из этих разогнанных струй астрономы могут наблюдать излучение электронов. Но поскольку в радиоастрономии работают с длинными волнами, что бы радиоастрономы ни наблюдали на небе с телескопом, для них все выглядит как точка. Тем не менее более полувека назад советские радиоастрономы Леонид Матвеенко, Николай Кардашев и Геннадий Шоломицкий презентовали идею, которая называется радиоинтерферометр со сверхдлинной базой.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Команда телескопа горизонта событий показала нам второе изображение чёрной дыры в истории. На этот раз в центре нашей Галактики "Млечный Путь". Масса черных дыр может в миллионы и миллиарды раз превышать массу Солнца. Черная дыра. Ученые показали максимально детальные и подробные фотографии черной дыры, которые, по словам астрономов, могут наконец пролить свет на происхождение таинственных космических лучей, проносящихся через пространство со скоростью света.
Новые реальные снимки черной дыры показали ученые
В 2019 году астрономы проекта EHT уже представили первую в истории наблюдений фотографию черной дыры, а точнее ее тени, отбрасываемой на светящийся диск из перегретого газа и пыли. Знаменитый гравитационный монстр проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от нас в направлении созвездия Девы. Достигнуть успеха удалось благодаря объединению восьми радиообсерваторий по всей планете в один виртуальный телескоп «размером с Землю». Хоть мы и не можем видеть чёрную дыру, так как она действительно абсолютно чёрная, её выдаёт окружающий её светящийся газ: мы наблюдаем тёмную центральную область называемую тенью , окружённую яркой кольцеобразной структурой. Изображение сформировано световыми лучами, искривлёнными мощной гравитацией чёрной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца.
Для этого ученые собрали и проанализировали данные, собранные телескопами по всему миру. Агентство «Франс-Пресс» пообщалось с Кэти Боуман, которая принимала участие в проекте. В свои 33 года она не только является доцентом Калифорнийского технологического института, но и ветераном двух крупных научных открытий.
Боуман — эксперт в области вычислительной визуализации, а именно разработке алгоритмов для наблюдения за отдаленными явлениями. Она помогла создать программу, которая привела к публикации первого изображения черной дыры в далекой галактике М87 в 2019 году. Ее рабочей группе в рамках Event Horizon Telescope Collaboration, которая представила потрясающее изображение в четверг, было поручено собрать его воедино из массы данных, собранных телескопами по всему миру.
Почему этот снимок важнее?
Эти гиганты интересны тем, что находятся на максимально близком друг к другу расстоянии.
Астрономы уже давно наблюдают звёзды, обращающиеся вокруг какого-то невидимого, компактного и очень массивного тела в центре Млечного Пути. Изображение было получено международной исследовательской группой — Коллаборацией «Телескоп Горизонта Событий» «Event Horizon Telescope» EHT , которая выполнила наблюдения объекта при помощи глобальной сети радиотелескопов.
В 2019 году астрономы проекта EHT уже представили первую в истории наблюдений фотографию черной дыры, а точнее ее тени, отбрасываемой на светящийся диск из перегретого газа и пыли. Знаменитый гравитационный монстр проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от нас в направлении созвездия Девы. Достигнуть успеха удалось благодаря объединению восьми радиообсерваторий по всей планете в один виртуальный телескоп «размером с Землю».
Впервые опубликован снимок черной дыры
Ученые, задействованные в проекте Event Horizon Telescope, впервые получили визуальные доказательства, что кольцо плазмы вокруг черной дыры M87*, расположенной в 55 миллионах световых лет от Земли, вращается и испытывает турбулентные изменения. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. Телескоп горизонт событий сделал новое фото чёрной дыры в галактике м 87Снимок сверхмассивной чёрной дырыНаука. Изображение зафиксировало свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.
Новое фото черной дыры в центре нашей галактики указывает, что она может скрывать тайну
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. Само имя «черная дыра» стало популярным уже во второй половине ХХ века, и не все астрофизики ему симпатизировали, поскольку оно опиралось на интерпретацию теории, а не фактические данные наблюдений такие ученые предпочитали термин «центральная машина».
Кольцо состоит из пыли и газа. Они кружатся и попадают в черную дыру в составе аккреционного диска, а неравномерная яркость - это следствие эффекта Доплера.
Та часть диска, что движется в направлении наблюдателя, кажется ярче, а та, что удаляется - бледнее.
Астрономы уже давно наблюдают звёзды, обращающиеся вокруг какого-то невидимого, компактного и очень массивного тела в центре Млечного Пути. Изображение было получено международной исследовательской группой — Коллаборацией «Телескоп Горизонта Событий» «Event Horizon Telescope» EHT , которая выполнила наблюдения объекта при помощи глобальной сети радиотелескопов. В 2019 году астрономы проекта EHT уже представили первую в истории наблюдений фотографию черной дыры, а точнее ее тени, отбрасываемой на светящийся диск из перегретого газа и пыли. Знаменитый гравитационный монстр проживает в сверхгигансткой эллиптической галактике Messier 87 в 54 миллионах световых лет от нас в направлении созвездия Девы. Достигнуть успеха удалось благодаря объединению восьми радиообсерваторий по всей планете в один виртуальный телескоп «размером с Землю».
Event Horizon Telescope — это объединенная сеть из восьми обсерваторий по всему миру, чьи радиотелескопы синхронизированы по сверхточным атомным часам. Несмотря на то что они работают как один огромный телескоп диаметром 10 тысяч километров, такая система по количеству получаемой информации все-таки значительно уступает воображаемому радиотелескопу с тарелкой аналогичного размера. Это ограничение удается немного преодолеть из-за вращения Земли вокруг своей оси, благодаря чему можно собрать еще немного радиоволн. Основная проблема в том, что итоговое изображение будет все равно сильно зашумленным. Алгоритм Кэти Боуман позволяет убрать шумы и построить приемлемую картину. Фото: Katie Bouman Полученную радиотелескопами информацию можно интерпретировать по-разному и сгенерировать таким образом целый «зоопарк» изображений.
Однако не следует думать, что исследователи просто притянули результат к своим представлениям о том, как должна выглядеть черная дыра. Существуют строгие ограничения, продиктованные тем, что астрономам известно о космосе. Ученые знают, на что должны быть похожи астрономические объекты и на что они не похожи. Это позволяет отсеять огромное количество вариантов, изображающих то, что не может находиться в центре галактик. Допустим, мы запускаем симуляцию, в которой генерируется черная дыра в соответствии с предсказаниями теории относительности Эйнштейна, после чего экзотический объект помещается в центр Млечного Пути. В результате моделируются данные, которые в этом случае должен получить Event Horizon Telescope.
Если бы черная дыра на самом деле выглядела иначе или ее вообще не было , данные телескопов были бы совершенно другими и алгоритм Боуман мог бы получить совершенно другие изображения. Алгоритм, в свою очередь, подобен сборщику пазла.
Кто заслужил славу за фото чёрной дыры? Реддитор нашёл пруф, что это не Кэти Боумен, но вышел фейл
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. Опубликован первый в истории снимок черной дыры — Новости — Teletype. 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. 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. Впервые получен снимок черной дыры в центре Млечного Пути (фото). ESO (Европейская Южная Обсерватория) коллективно с EHT (Телескопом горизонта событий) впервые за всю историю анонсировали фотографию черной дыры в центре галактики Млечный Путь. 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.
Первый снимок черной дыры
По данным издания, попавшая на снимок черная дыра находится в центре галактики Мессье 87. По данным издания, попавшая на снимок черная дыра находится в центре галактики Мессье 87. Обнародована первая фотография черной дыры.
Первый в истории снимок черной дыры превратили в сотни «фотожаб»
Сетевое издание «МК в Туле» tula. Тула, ул. Михеева, д.
Каждый из этих телескопов оснащен антенной с чрезвычайно точными атомными часами для регистрации времени, в которое регистрируются радиосигналы от целевого объекта. И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением. Однако вблизи края эти черные дыры выглядят удивительно похожими", — говорит Сера Маркофф, сопредседатель научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета. Экстраординарный результат и его последствия Результат, полученный с помощью EHT, является экстраординарным. Еще одна часть истории, которая имеет место, огромный прогресс в научной сфере.
Не только за наши знания о Млечном Пути или за то, чему он нас учит, но и потому, что он еще раз подтверждает, куда могут двигаться научные исследования. Работа велась в течение пяти лет с использованием суперкомпьютеров для объединения и анализа данных, при этом была собрана беспрецедентная библиотека смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями. Усилия более чем 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT, позволили добиться этого замечательного достижения. Таким образом, мы можем пойти гораздо дальше в проверке поведения гравитации в этих экстремальных условиях, чем когда-либо прежде".
Снимку посвящён специальный выпуск The Astrophysical Journal Letters от мая 2022 года, в котором опубликовано шесть статей коллаборации EHT о разных аспектах наблюдений и обработки данных. Радиотелескопы, составляющие Телескоп горизонта событий EHT — коллаж изображений всех обсерваторий проекта на одном снимке. Две галактики относятся к разным типам. Млечный Путь — спиральная галактика с несколькими рукавами, а M87 — это гигантская эллиптическая галактика, одна из самых крупных в Местном сверхскоплении. Тем не менее вид аккреционных дисков двух чёрных дыр описывается выражениями, предсказанными в рамках Общей теории относительности.
Люмине и его «компьютерная чёрная дыра», 1978. Задолго до того, как у астрофизиков появились инструментальные возможности для фотографирования таких чёрных дыр, их изображения пытались получить при помощи компьютерного моделирования. Один из таких рисунков на фото справа — первый результат компьютерной симуляции аккреционного диска, который создал в 1978 году французский астроном Жан-Пьер Люмине. 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.
Также исследователи измерили напряжённость магнитного поля.
Авторы работы говорят, что получили ключ к пониманию того, как магнитное поле «помогает» чёрной дыре поглощать вещество, а также испускать мощные джеты. Кроме того, они получили более чёткие изображения объекта.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
«Мы видим, что у черной дыры в центре нашей галактики есть фотонное кольцо, и это второе в истории изображение такого кольца. Это не фотография диска, черная область внутри — это не изображение самой черной дыры, она составляет порядка полутора ее размеров. Рядом с черной дырой в центре Млечного Пути «происходит много всего», и это усложнило для ученых создание изображения, отметила Боуман. Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. На них был продемонстрирован «снимок» черной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути, полученный новейшими методами радиоастрономии. Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели.