This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror.
РАН: первый снимок черной дыры подтверждает теории Эйнштейна
черные дыры взаимодействуют со своим окружением", — говорит он.С черной дырой в центре нашей Галактики было значительно сложнее, чем с M87*. Изображение черной дыры (сверху) получилось путем комбинации снимков с разных телескопов (снизу). 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.
Самые гигантские черные дыры во Вселенной – фото
Теперь же ученые уверены: черные дыры действительно выглядят так, как их представляли. Невидимые монстры Черная дыра, названная гавайским именем Поэхи Powehi — «украшенное темным источником бездонное творение», — находится так далеко от Земли, что разглядеть ее в деталях с помощью одного радиотелескопа невозможно. Как и другие черные дыры, она представляет собой объект огромной плотности если рассматривать ее центральную точку, а не весь объем сферы Шварцшильда и обладает настолько мощной гравитацией, что сворачивает вокруг себя пространственно-временной континуум. Искривление настолько велико, что образуется область, из которой наружу не ведет ни одна из возможных траекторий. Граница этой области называется горизонтом событий, и все, что проникает за него включая видимый свет и другие электромагнитные волны , обратно вернуться уже не может.
Реконструкция изображения черной дыры Изображение: Jean-Pierre Luminet В последние десятилетия ученые не сомневались в существовании черных дыр, хотя сама природа этих объектов препятствует непосредственному их наблюдению. Исследователи применяли косвенные методы, в том числе наблюдение за объектами, которые вращаются вокруг пустых областей космоса, или измерение массы и размеров объектов, являющихся источниками интенсивного излучения. Но разглядеть черноту горизонта событий на ярком фоне звезд и газа до сих пор не удавалось никому. По кусочкам Чтобы сфотографировать черную дыру, необходим телескоп размером с Землю и еще один важный инструмент — алгоритм, который сведет данные в итоговое изображение.
Кэти Боуман — одна из исследователей, работавших над этим алгоритмом, еще студенткой пыталась научить компьютеры распознавать образы на основе зашумленной информации. Вместе с научным руководителем Биллом Фриманом она разработала метод, позволяющий распознать объекты, «зашифрованные» в полутенях, которые отбрасывают углы зданий. В результате становилось возможным увидеть то, что находилось за этими углами. 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.
По словам профессора Серы Маркоффа Sera Markoff из Амстердамского университета, один из главных вопросов, исследуемых ученым, — это откуда берутся эти высокоэнергетические частицы. Астрономы утверждают, что новые снимки черной дыры из галактики M87 помогут им получить ответы на общую теорию относительности Эйнштейна, а также дать больше ответов о природе самих черных дыр.
Кроме того, ученые надеются раскрыть происхождение энергетических частиц, называемых космическими лучами, которые постоянно бомбардируют Землю из космоса. Исследователи также отмечают, что массивные струи, вылетающие из черных дыр, производят энергию, которая может в миллион раз превышать ту, которую производит Большой адронный коллайдер.
Ранее исследователи из университетов Шеффилда и Хартфордшира раскрыли тайну образования квазаров — самых ярких объектов во Вселенной. Данное явление оставалось загадкой на протяжении 60 лет. Теперь же известно, что квазары образуются в результате столкновения галактик и происходящего в этот момент смещения газа в центр, где находятся сверхмассивные черные дыры.
Впрочем, из-за большого удаления от Земли черная дыра, по словам ученых EHT, предстает на небосклоне крошечной точкой — словно пончик, который пытаешься разглядеть на поверхности Луны. Чтобы получить изображение этого объекта, астрофизики использовали сеть из восьми обсерваторий в разных частях Земли, которые и образуют все вместе виртуальный телескоп размером с планету, носящий название Телескопа горизонта событий. Сбор данных велся в течение «множества ночей» по много часов подряд, что можно сравнить с фотосъемкой с длинной экспозицией, говорят ученые. Затем информация долго обрабатывалась суперкомпьютерами.
Это было словно пытаться сделать четкое фото щенка, стремительно гоняющегося за собственным хвостом», — говорит о работе ученых Чи-Кван Чан из Университета Аризоны.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Гиперссылка должна размещаться непосредственно в тексте, воспроизводящем оригинальный материал tula. За достоверность информации в материалах, размещенных на коммерческой основе, несет ответственность рекламодатель. Instagram и Facebook Metа запрещены в РФ за экстремизм.
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.
Мы были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна. Чтобы получить ее изображение, команда создала мощное устройство EHT , которое соединило восемь радиообсерваторий по всей планете и сформировало единый виртуальный телескоп размером с Землю. Над открытием трудились более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру. Команда усердно работала в течение пяти лет, используя суперкомпьютеры для объединения и анализа данных, одновременно собирая беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр. Почему снимок такой нечеткий? То, что их края почти одинаковы, говорит о том, что общая теория относительности управляет объектами вблизи.
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. Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. Рядом с черной дырой в центре Млечного Пути «происходит много всего», и это усложнило для ученых создание изображения, отметила Боуман. Первый снимок черной дыры в галактике М87 позволил измерить видимый диаметр ее кольца — 42 микросекунд дуги. Такое кольцо может быть создано черной дырой с массой 6,5 миллиардов масс Солнца — как раз такая масса там и находится, судя по динамике звезд и газа. Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. 10 апреля мир впервые увидел черную дыру на фотографии.
Ученые получили первый в истории снимок черной дыры в центре нашей галактики
Снимок черной дыры в созвездии Девы стал первым в истории человечества реальным изображением этого объекта. Запечатлённая на снимке тень чёрной дыры, то есть кольцо излучения и материи на краю горизонта событий, находится в центре галактики M 87 (Мессье 87). Объект удалён на 53,5 млн световых лет от Земли и весит в 6-7 млрд раз больше Солнца. Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Европейская южная обсерватория (ESO) совместно с Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) показали первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. 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.
Показан наиболее детальный снимок чёрной дыры
Credit: Event Horizon Telescope 10 апреля 2019 года во время пресс-конференции группа ученых из проекта Event Horizon Telescope EHT впервые показала общественности фотографию массивной черной дыры, расположенной в центре галактики Messier 87 в созвездии Дева. Точнее не самой черной дыры, а ее аккреционного диска и «тени». Огромный объект располагался в галактике на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты. Эта новость потрясла астрономов — многие ученые еще 100 лет назад мечтали увидеть эту фотографию.
Больше всего этого желал Альберт Эйнштейн.
Она находится от Земли на расстоянии 53 млн световых лет. Недавно учёные смогли составить карту распределения силовых линий магнитного поля в окрестностях чёрной дыры. Также исследователи измерили напряжённость магнитного поля.
На фотографии, иллюстрирующей сообщение, мы видим размытое, не очень ровное желто-красное кольцо с темным центром. И все же это одна из главных вех земной астрофизики. На самом деле, мы до сегодняшнего дня вообще не знали, существуют ли черные дыры. Фантастические фильмы и книги, статьи астрофизиков и многие другие источники столько раз повторяли словосочетание "черная дыра", что мы привыкли воспринимать это явление как данность. Но в действительности все представления человечества о таких объектах были чисто теоретическими. Никто и никогда их не видел.
И вот сегодня чудо свершилось: ученые оказались правы, черные дыры существуют — вот вам доказательство. 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.
Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году.
Собрать паззл из снимков «нашей» чёрной дыры оказалось значительно труднее. Газ вблизи чёрной дыры движется со скоростью, близкой к скорости света. Характерное время обращения вокруг значительно более скромной дыры в Стрельце — это минуты. Для сбора итогового снимка потребовалось пять лет работы коллаборации EHT более 300 специалистов из 80 научных учреждений разных стран с использованием суперкомпьютеров. Такие вычислительные мощности нужны даже не столько для комбинирования и обработки данных, сколько для просчёта обширной библиотеки «модельных» чёрных дыр и сопоставления их с наблюдениями. Кластеризация и усреднение снимков для получения композитного изображения чёрной дыры. Некоторые другие материалы о сверхмассивной чёрной дыре и других объектах в центре Млечного Пути.