Струя плазмы от сверхмассивной черной дыры в галактике М87, снимок в радиодиапазоне. В среду учёные впервые представили фотографию чёрной дыры. Под «изображением» чёрной дыры понимается снимок её аккреционного диска, то есть звёздного и газопылевого вещества в окрестностях, которое, притягиваясь к сверхмассивному объекту, проявляет себя в виде излучения разных диапазонов. Ученые представили новое высококачественное изображение черной дыры в центре нашей галактики, сообщила британская газета Independent 27 , известный как Стрелец А*, впервые показан в поляризованном свете, что является прорывом. Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели.
Кто заслужил славу за фото чёрной дыры? Реддитор нашёл пруф, что это не Кэти Боумен, но вышел фейл
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. Кстати, плотность запечатленной черной дыры сопоставима с 6.5 млрд солнечных масс. Это первый случай, когда астрономам удалось измерить поляризацию близко к краю черной дыры. 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 опубликован снимок черной дыры
Чёрная дыра, расположенная примерно в 26 тысячах световых годах от Земли, получила название Стрелец A*, или Sgr A*. Предполагается, что она массивнее нашего солнца более чем в 4 млн раз. Чёрная дыра, расположенная примерно в 26 тысячах световых годах от Земли, получила название Стрелец A*, или Sgr A*. Предполагается, что она массивнее нашего солнца более чем в 4 млн раз. В среду учёные впервые представили фотографию чёрной дыры. 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. Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения.
5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто
На фото — гигантская тень, которая упала на область США и Канады. Астрономическое явление 8 апреля вошло в историю под названием Великого американского затмения. Причиной стало то, что тень Луны на поверхности Земли легла на территорию Америки и Канады. На фото с МКС тень выглядит угрожающе и больше напоминает черную дыру.
Тем не менее, даже самые большие радиотелескопы на Земле недостаточно велики, чтобы увидеть черную дыру. Но когда несколько радиотелескопов, разделенные очень большими расстояниями, синхронизируются и фокусируются на одном источнике в небе, они могут работать как одна очень большая радиотарелка, используя метод, известный как очень длинная базовая интерферометрия или VLBI. В результате их совокупное угловое разрешение может быть значительно увеличено. Что касается EHT, восемь участвующих телескопов суммировались в виртуальную радиотарелку размером с Землю, с максимальным угловым разрешением до 20 микросекунд — примерно в 3 миллиона раз лучше, чем идеальное человеческое зрение. По счастливой случайности, этого хватает для наблюдения черной дыры согласно уравнениям Эйнштейна. Огромные объемы данных 5 апреля 2017 года EHT начал наблюдать за M87. Изучив многочисленные прогнозы погоды, астрономы определили четыре ночи, которые дадут идеальные условия для всех восьми обсерваторий — редкая возможность, когда они могут работать как одна радиотарелка для наблюдений за черной дырой. В радиоастрономии телескопы регистрируют прилетающие фотоны как волны, амплитуда и фаза которых измеряется как напряжение. 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.
Эти гиганты интересны тем, что находятся на максимально близком друг к другу расстоянии.
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. Что, конечно же, и было сделано, поэтому нам с высочайшей точностью известна масса черной дыры в центре Млечного Пути — речь идет о массе, соответствующей «всего» 4 миллионам масс Солнца. И это немного. Например, размер горизонта событий для Девы А откуда получено обсуждаемое изображение равен примерно полутора световых дней. Соответственно, размер горизонта событий для черной дыры в центре нашей Галактики должен быть в тысячу раз меньше: она маленькая, и из-за этого ореол вокруг нее постоянно меняет свой облик.
Первый снимок черной дыры
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. 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. Сделав эпохальный снимок черной дыры Messier 87, коллаборация обратила внимание на другие интересные объекты во вселенной. Например, на ближайшую к нам галактику Центавр A и, конечно же на сверхмассивную черную дыру в центре нашей собственной галактики. Фотография черной дыры – одно из важнейших событий за последнее столетие не только в науке, но и во всем мире.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
Она не светится. Светится вещество вокруг нее. Свечка у вас есть, зажгите. Почему горит? Потому что там идет химическая реакция и частички, которые там вылетают, они горячие. Чем горячее, тем белее свет.
То же самое и там. Когда газ падает вокруг черной дыры, он из-за трения нагревается до высоких температур и светится, как любое раскаленное тело Константин Постнов. Астрофизик отметил, что светятся плазма и газ, которые нагреты до огромных температур в окрестностях черной дыры. Постнов объяснил, что черная дыра — это очень глубокая «потенциальная яма», компактный объект с большой массой. Туда падает газ, нагревается до высоких температур и светится в разных диапазонах света.
Другими словами, если в земле выкопать яму и что-то туда бросить, то чем глубже будет отверстие, тем больше скорость падающего объекта, то есть он будет выделять больше энергии. Результат на Нобелевскую премию Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Вячеслав Докучаев в беседе с «360» объяснил, что современная астрофизика считает черные дыры самыми важными объектами во вселенной. До сих пор ученые имели только косвенные доказательства, что эти черные дыры существуют. Сегодня произошло выдающееся событие. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры.
Физики ждали этого 100 лет.
Сегодня же мы видим первые кадры». Природа была добра к нам Изображения были получены с помощью массива телескопов планетарного масштаба, называемого Event Horizon или EHT.
Он состоит из восьми радиотелескопов, каждый из которых находится в отдаленной от городов высокогорной среде, включая горные вершины Гавайев, испанскую Сьерра-Невады, чилийскую пустыню и льды Антарктики. Схематичное расположение телескопов, создавших изображение черной дыры. В любой день каждый телескоп работает независимо, наблюдая астрофизические объекты, которые излучают слабые радиоволны.
Тем не менее, черная дыра бесконечно меньше и темнее, чем любой другой радиоисточник в небе. Чтобы ее четко видеть, астрономам необходимо использовать очень короткие волны — в данном случае 1. 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.
Угловое разрешение телескопа увеличивается пропорционально размеру приемной тарелки. Тем не менее, даже самые большие радиотелескопы на Земле недостаточно велики, чтобы увидеть черную дыру. Но когда несколько радиотелескопов, разделенные очень большими расстояниями, синхронизируются и фокусируются на одном источнике в небе, они могут работать как одна очень большая радиотарелка, используя метод, известный как очень длинная базовая интерферометрия или VLBI.
В результате их совокупное угловое разрешение может быть значительно увеличено. Что касается EHT, восемь участвующих телескопов суммировались в виртуальную радиотарелку размером с Землю, с максимальным угловым разрешением до 20 микросекунд — примерно в 3 миллиона раз лучше, чем идеальное человеческое зрение. По счастливой случайности, этого хватает для наблюдения черной дыры согласно уравнениям Эйнштейна.
Наталья Сабанцева Фото с телеграм-канала Большого новосибирского планетария Ошеломляющим кадром солнечного затмения 8 апреля с Международной космической станции поделился Большой новосибирский планетарий имени космонавта Анны Кикиной. На фото — гигантская тень, которая упала на область США и Канады. Астрономическое явление 8 апреля вошло в историю под названием Великого американского затмения.
Причиной стало то, что тень Луны на поверхности Земли легла на территорию Америки и Канады.
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. Они предложили собрать вместе много радиотелескопов, расставить их в разных уголках планеты Земля — или даже запустить в космос — и использовать как единую систему.
Фактически при использовании интерферометра у такой системы образуется высочайшее угловое разрешение, самое высокое в астрономии. Оптический космический телескоп «Хаббл» имеет угловое разрешение 50 миллисекунд дуги, а изображение тени черной дыры имеет размер в тысячу раз меньше, чем возможности «Хаббла»! Что-то подобное можно сделать и с инфракрасными телескопами, правда, есть сложность в синхронизации, поэтому в инфракрасном диапазоне эту технологию пока не удается довести до желаемого уровня чувствительности. Тем не менее все мы пользуемся услугами интерферометров ежедневно. В частности, с помощью радиоинтерферометров можно использовать галактики, которые находятся очень далеко, как реперные точки, своего рода гвозди, прибитые к небу, относительно которых можно измерять координаты на Земле. Например, определять параметры вращения Земли и то, как в результате нутации двигается по небу ось вращения планеты. Наши коллеги, для того чтобы получить изображение тени черной дыры, уменьшили длину волны наблюдений до 1,3 мм. На коротких длинах волн плазма, которая окружает черную дыру в центрах галактик, становится более прозрачной, и благодаря этому ученые могут разглядеть, что происходит в центре. Чтобы получить такую возможность, ученые работали долгие годы, и в результате угловое разрешение системы оказалось достаточным, чтобы увидеть на изображении тень черной дыры. О «фотографии черной дыры» «Фотография черной дыры» представляет собой светящееся кольцо вокруг горизонта событий черной дыры, и для того чтобы его увидеть, нужно иметь экстремальное угловое разрешение.
Ни один телескоп, который вы когда-либо видели в своей жизни, не в состоянии иметь настолько высокое угловое разрешение, чтобы различить мельчайшие детали таких объектов. Для этого понадобилась целая система — интерферометр.
Первое в истории фото черной дыры сделали четче
| 5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто – Москва 24, 10.04.2019 | Черную дыру в ней в 2011 году обнаружила группа американских астрономов во главе с Карлом Гебхардтом (Karl Gebhardt) из Университета Техаса (University of Texas in Austin). |
| Что дала нам первая фотография черной дыры? | Как появляется чёрная дыра в космосе? 12 мая астрофизики проекта Event Horizon Telescope опубликовали первую в истории фотографию сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A из самого центра нашей Галактики. |
| Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути | Астрофизики пытались получить фотографию компактного радиоисточника Стрельца A*, находящегося в центре Млечного Пути и также являющегося черной дырой. |
| О чем говорит первая настоящая фотография черной дыры, что она значит | Черную дыру в ней в 2011 году обнаружила группа американских астрономов во главе с Карлом Гебхардтом (Karl Gebhardt) из Университета Техаса (University of Texas in Austin). |
| 5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто | Обнародована первая фотография черной дыры. |
Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно
Без черной дыры, свет прошел бы такое расстояние через горизонт событий примерно за сутки. Мы узнали, как выглядит черная дыра. Что дальше? Во-первых, мы узнали, что ОТО была права, как и всегда. Эйнштейн уже не в первый раз дал всем прикурить. Скептики, ранее утверждавшие, что черных дыр не существует, или что ОТО — неверная теория, сейчас просто уткнулись в подушку и тихо плачут. Естественно, другие теории никуда не делись, но именно идея Эйнштейна сейчас стоит на первом месте по правдоподобности. Что еще мы знаем сейчас? Что это именно черная дыра. Не червоточина и не портал в другое измерение, а черная дыра. Что горизонт событий так же реален, как и мы с вами.
Потому что мы видели его своими глазами. Мы знаем, что там не просто сингулярность, что горизонт событий — это не физическая поверхность, к которой можно прикоснуться. Все это еще раз подтверждает ОТО Эйнштейна. Но не стоит снимать со счетов теорию петлевой квантовой гравитации, темную материю и все, что спрятано за горизонтом событий. Плюсики в копилку ОТО не означают, что всего этого не может быть. Просто данные исследования не входят в проект EHT. Да и пока у нас нет таких технологий, чтобы досконально изучать все это. Мы можем лишь наблюдать то, что в наших силах рассмотреть. Чем и занимается EHT. Помимо того, что черная дыра вращается, теперь мы можем увидеть и силу ее гравитации.
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.
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. Но для кого-то первое изображение черной дыры — величайшее открытие, а для кого-то… Вообще, любители науки с интересом восприняли сообщение о первой фотографии черной дыры, хотя и успели друг с другом поспорить о том, что объект на самом деле нельзя сфотографировать. Потом начались диванные баталии о том, что ученые получили фотографии аккреционного диска, а затемнение в центре и есть горизонт событий, откуда не исходит и не отражается свет. Но некоторых пользователей все равно не удалось убедить, что открытие важно.
Зажгите свечку Сотрудник отдела релятивистской астрофизики Астрономического института имени Штернберга Константин Постнов объяснил «360», почему черная дыра, которая не позволяет свету выйти, все равно светится. Она не светится.
Для этого использовался Event Horizon Telescope — группа из одиннадцати согласованных радиотелескопов, разбросанных по планете от Антарктиды десятиметровый радиотелескоп South Pole Telescope на полярной станции до северного полушария. Разнесенные на тысячи километров друг от друга радиотелескопы вместе позволили ловить фотоны от раскаленного бублика вокруг черной дыры М87 и складывать полученные элементы пазла в одну картинку. Это настолько большой объем, что его пересылали к обрабатывающему данные суперкомпьютеру в виде жестких дисков по почте — бессбойная передача по интернету заняла бы слишком много времени.
Сделать его реальностью помогла работа Кэти Боман, 29-летней выпускницы Массачусетского технологического института. Вместе с коллегами она разработала специальный алгоритм, позволяющий объединять данные от разных телескопов, расположенных в тысячах километров друг от друга. Чтобы точнее «увидеть» тень черной дыры, команда людей под ее руководством ввела в алгоритм модель, которая учитывала теоретические предсказания теории относительности Эйнштейна, чтобы точнее интерпретировать входящие данные. Построив с помощью моделирования ожидаемый облик тени от черной дыры такого размера, как М87, команда Боман смогла отсеять менее качественные изображения от более качественных и в итоге получить «картинку» такого уровня, которую без «очищающего» алгоритма было бы невозможно создать. Снимок подтверждает как сам факт существования черных дыр — хотя в нем никто и так не сомневался, — так и то, насколько точны наши представления о них и бублике из пожираемой ими материи.
Попутно он позволил несколько уточнить размеры и, соответственно, массу сверхмассивной черной дыры в центре эллиптической округлой галактики М87 в 53,5 миллиона световых лет от нас. М87 оказалась очень солидной дырой — в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца. Диаметр ее — 30 миллиардов километров. То есть если взять центральную часть Солнечной системы — от Солнца до Плутона — и засунуть ее внутрь этой черной дыры, то все наши планеты там спокойно поместятся и еще останется немало дополнительного места. С близкой скоростью вращается и бублик материи вокруг нее.
Такая огромная скорость вращения получена для черной дыры впервые и очень интересна. Дело в том, что черная дыра вращается тем быстрее, чем больше вещества упало на нее за всю ее историю. Получается, М87 не только сейчас активно пожирает материю что и так видно на снимке ее тени , но и делает это уже миллиарды лет подряд без заметных пауз. Это очень резко отличает ее от поведения большинства черных дыр, которые «питаются» намного скромнее.
Почему снимок такой нечеткий?
- Впервые опубликован снимок черной дыры
- Читайте также
- Опубликованы первые фотографии черной дыры — как их получили?
- 5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто
- Как мы впервые увидели черную дыру Стрелец A*
- Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Что это за «тень» такая?
- Почему снимок такой нечеткий?
- если пропустили:
- Впервые опубликован снимок черной дыры
- Подписка на дайджест
- Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
- Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути |