"Моделью" стала сверхмассивная черная дыра из Мессье 87 — сверхгигантской эллиптической галактики, крупнейшей в созвездии Девы. Человечество впервые увидело единственную в своём роде фотографию сверхмассивной чёрной дыры в полном разрешении.
Первая фотография черной дыры
Стрелец А* значительно меньше чёрной дыры галактики M87. Сравнение фотографии M87, первой черной дыры, когда-либо сфотографированной, и Стрелец A*, по сравнению с размерами Солнечной системы. Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения.
Черные дыры: самые таинственные объекты Вселенной
Альберт Эйнштейн разработал общую теорию относительности. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр. Wikimedia Впервые теоретическую возможность существования таких объектов описал в 1915 г. Долгое время их называли коллапсарами, поскольку они возникают, как правило, в результате схлопывания коллапса массивных звезд.
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.
Этот огромный монстр находится в галактике М87 на расстоянии примерно 500 квинтиллионов км от Земли, и он в 6,5 млрд раз массивнее Солнца. Чтобы получить фото этой черной дыры, был создан Телескоп горизонта событий Event Horizon Telescope , EHT — проект, объединивший в сеть большой массив телескопов, расположенных в разных уголках планеты. Первое в истории фото черной дыры. На протяжении многих лет проект EHT пытался уловить и заснять лучи света, проходящие по самому краю горизонта событий черной дыры до момента, пока она их не поглощала. И вот наконец благодаря огромному труду международной команды ученых и специалистов математический концепт горизонта событий, отображаемый лишь в виде формул, превратился в реальный объект, который можно измерить, проверить и за которым можно наблюдать.
Это удивительное явление было продемонстрировано астрономической обсерваторией — телескопом «Хаббл» ещё можно «Интерстеллар» вспомнить. Также чёрные дыры взаимодействуют с окружающими звёздами и газом. Если звезда или газовое облако приблизится к чёрной дыре, то их разорвёт мощной силой её гравитации. Сопровождается это яркими и потрясающими явлениями — такими как космические гамма-всплески и квазары. NGC 4319 находится на расстоянии примерно 80 миллионов световых лет от Земли, в то время как Mrk 205 находится гораздо дальше, на расстоянии 1 миллиарда световых лет. Одной из них является общая теория относительности Альберта Эйнштейна, которая представляет гравитацию как деформацию пространства-времени вблизи массивных объектов, таких как чёрные дыры. Существует также теория «испарения» чёрных дыр, которую разработал английский физик Стивен Хокинг. Согласно этой концепции, чёрные дыры излучают небольшое количество энергии через квантовые эффекты, что со временем приводит к их «испарению». В научной среде это феноменальное предположение вызвало множество дискуссий. Более того, активные исследования в этой области ведутся до сих пор. Кстати, именно поэтому невозможно создать на адронном коллайдере чёрную дыру, которая всех поглотит — она будет слишком маленькой и быстро «испарится». Наши астрофизики принимают активное участие в работе над теориями чёрных дыр, а также в интерпретации наблюдений космических объектов, которые могут быть с ними связаны. Например, профессор Геннадий Сергеевич Бисноватый-Коган, который был одним из основателей современной российской астрофизики. Он совершил значительные открытия в области общей теории относительности и астрофизики включая изучение сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик. Стоит отметить и работу академика Николая Ивановича Шакуры. Он разработал теорию сверхновых и подробно исследовал процессы, приводящие к образованию чёрных дыр, а также их влияние на окружающие объекты. Конечно, это далеко не полный список тех, кто изучал или изучает тайны чёрных дыр. Среди них и Сергей Борисович Попов, работавший над моделями аккреции чёрных дыр, и Рашид Алиевич Сюняев, специалист в области гравитационных линз, и Исаак Маркович Халатников, который внёс значительный вклад в теоретические исследования чёрных дыр, и многие другие. А ещё был проект «Радиоастрон», руководил которыми легендарный астрофизик, академик Николай Семёнович Кардашёв. Проекту удалось добиться значительного прорыва в наблюдении чёрных дыр с помощью радиотелескопа. Слайд, который.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Во время этого процесса две дыры из разных звездных скоплений могут оказаться рядом и столкнуться. Но такое явление происходит редко, примерно раз в несколько миллиардов лет. Когда черные дыры сталкиваются друг с другом, начинается процесс слияния, который длится несколько десятков лет. Во время него объекты становятся единым целым, сингулярность внутри них также смешивается. Фактически, после столкновения черных дыр получается одна, но обладающая гораздо большими размерами. Белые дыры Изображение белой дыры Белая дыра является полной противоположностью черной. Ее главная особенность заключается в том, что за ее горизонт событий невозможно проникнуть.
Интересно: Нептун - описание, строение, характеристики планеты, интересные факты, фото и видео Впервые о данных объектах заговорили в 1970-х годах, и с тех пор астрофизики не оставляют надежд найти хотя бы один в космическом пространстве. На данный момент ученые еще ни разу не наблюдали белые дыры, поэтому их существование обусловлено лишь теоретическими данными. Если черные поглощают свет и не дают ему выбраться за горизонт событий, то белые наоборот, выбрасывают его в пространство с такой силой, что сквозь излучение невозможно прорваться и оказаться внутри. Если такой объект существует в реальности, то он обладает большой яркостью, во много раз превышающей тот же параметр у звезд. Также есть несколько причин, указывающих на невозможность существования белых дыр. Получается, он будет испускать в пространство большое количество энергии, но при этом, также и накапливать ее.
Это то же самое, если бы горячий объект нагревал пространство вокруг, но и сам сохранял температуру без посторонней помощи. На данный момент такой процесс считается невозможным. Во-вторых, сингулярность внутри белой дыры должна образоваться самостоятельно, а не появиться в результате угасания звезды. Ее спонтанное формирование также считается маловероятным. Но во вселенной встречаются и намеки на существование белых дыр. К числу таких можно отнести гамма-всплеск.
Это явление, во время которого в пространство излучается большое количество энергии. Интересный факт: за одну секунду гамма-всплеск может выделить в пространство столько же энергии, сколько Солнце испускает за 1 миллиард лет. Как исчезают черные дыры Иллюстрация медленного испарения черной дыры На данный момент ученые еще ни разу не наблюдали процесс исчезновения черной дыры, поэтому неизвестно, если ли у данного объекта срок существования. Стивен Хокинг выдвинул теорию, в которой попытался объяснить, как может проходить это явление. Суть теории Хокинга строится на появлении виртуальных частиц. Это попарные микроскопические объекты, которые регулярно появляются в вакууме.
И если виртуальные частицы образуются на границе горизонта событий, то они разорвутся. Одна полетит к центру черной дыры, а вторая — в сторону от нее. При этом, первая частица будет обладать отрицательной энергией. Это означает, что черная дыра потеряет количество массы, равное ее весу. Но данный процесс займет много времени. Однако у данной теории есть противники, поскольку если черная дыра теряет массу при поглощении объекта, утрата должна компенсироваться весом попавшего внутрь вещества.
Почему черная дыра не засасывает галактику Рендер изображения черной дыры Черные дыры, расположенные в центре галактики, постепенно поглощают находящееся вокруг вещество и увеличивают свой объем. Но еще не зарегистрировано ни одного случая, чтобы хотя бы один объект данного типа полностью засосал внутрь себя целое звездное скопление. Полное поглощение галактики не происходит из-за закона всемирного тяготения и ряда других причин. Черная дыра обладает гравитационным притяжением, но чем дальше от нее находится объект, тем слабее он ощущает на себе его влияние. Также все небесные тела, расположенные в галактике, вращаются по кругу, что замедляет процесс поглощения. Фактически, в этой ситуации черная дыра выступает в роли Солнца, а галактика — это планеты, которые вращаются вокруг него, но на определенном расстоянии.
Впитав достаточно вещества и энергии, она должна такое же количество выбрасывать в пространство. Соответственно, появляется баланс, при котором поглощение прекращается. Некоторые вещества вблизи черной дыры по-прежнему могут затягиваться внутрь, но большая часть галактики не будет ощущать на себе влияние гравитации. Почему черная дыра не излучает свет Черные дыры обладают настолько большими массой и гравитацией, что пространство и время внутри них искривляются. Из-за этого ни один объект, пересекший горизонт событий, не способен выбраться наружу, в том числе и свет. Поэтому у черных дыр отсутствует какое-либо излучение.
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.
Это одна из самых массивных черных дыр, какие вообще могут существовать в нашей Вселенной. Все это с невероятным трудом поддается осмыслению, однако мы все-таки смогли это сфотографировать. Еще один парадокс: чтобы получить это изображение, понадобился огромный телескоп, которого у человечества просто нет. Зато есть много не таких больших, работу которых было решено скоординировать для выполнения этой задачи. Пришлось объединить обсерватории в Чили, Испании, Калифорнии, в Аризоне, на Гавайских островах и даже на Южном полюсе, чтобы в результате получить виртуальную "тарелку" размером с планету Земля.
Только так всему кластеру хватило чувствительности для наблюдения за абсолютно черным объектом. На самом деле то, что мы видим, — это не фотография.
Черные дыры интересны в первую очередь как экстремальные объекты.
Это максимально скрученное пространство-время, и многие эффекты становятся более заметны вблизи черных дыр. Начинают появляться принципиально новые физические феномены. Визуализация черной дыры Фото: NASA В теории гравитации стремятся подобраться как можно ближе к этим экстремальным объектам.
Поэтому, говорит Сергей, изучение поведения вещества в окрестности черных дыр — очень интересная штука. Как обнаружить черную дыру В конце своей жизни массивные звезды могут превращаться в черные дыры. И на этапе, когда только пытались найти первые черные дыры, возник вопрос: как их можно обнаружить.
Первая идея была такой: звезды, особенно массивные, нередко рождаются парами. Одна из таких звезд превращается в черную дыру, и мы перестаем ее видеть. При этом она продолжает существовать.
Предполагалось, что мы сможем увидеть вращение соседней звезды вокруг этого невидимого объекта, при помощи вычислений измерить его массу и обнаружить, что в этом месте находится черная дыра. Сергей Попов рассказывает, что исторически это был первый предложенный способ поиска. С 60-х годов ученые пытались искать их по такому методу, но ничего не обнаружили.
Последние пару лет стали появляться возможные кандидаты на звание черных дыр, но ученые пока не уверены, что в паре с обычными звездами находятся именно они. Визуализация черной дыры Фото: NASA Если опять обратиться к черной дыре, которая соседствует со звездой, то вещество с обычной звезды может перетекать в дыру. Черная дыра своей гравитацией будет засасывать это вещество.
Если представить, что в нее одновременно кинули два камня, они могут столкнуться над горизонтом на скорости почти равной скорости света. При таком столкновении выделится много энергии, которую можно заметить. Но в звездах не камни, а газ.
Когда разные слои газа трутся друг о друга, они нагреваются до миллионов градусов, и это тепло можно увидеть. С помощью такого способа в конце 60-х — начале 70-х годов, когда стали запускать первые рентгеновские детекторы в космос, открыли и первые черные дыры. Визуализация черной дыры рядом со звездой Фото: NASA В начале 60-х годов стало ясно, что есть яркие астрономические объекты — квазары.
Дословно— «похожий на звезду радиоисточник». Это активные ядра галактик на начальном этапе развития, в центре которых находятся сверхмассивные черные дыры. Обнаружить их можно даже на очень отдаленных расстояниях.
В ходе изучения квазаров стало ясно, что это небольшой источник, который находится в центре далекой галактики и при этом испускает много энергии. Попов рассказывает, что когда ученые открывают квазар, они уверены, что там «сидит» сверхмассивная черная дыра.
Когда земляне полетят к соседним светилам и сколько времени займет путешествие Ранее, 17 января, космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил самую древнюю черную дыру. Отмечалось, что она возникла более 13 млрд лет назад. До этого, в апреле 2023 года, телескоп «Хаббл» сделал снимки «убегающей» черной дыры весом 20 млн солнц.
Первый снимок черной дыры
Обнародована первая фотография черной дыры. Чудовище в центре нашей Галактики: посмотрите на фото черной дыры в Млечном Пути. Иностранные астрофизики использовали данные микроволнового телескопа ALMA для подготовки точной трёхмерной модели вспышки, которая была порождена сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. Как оказалось, чёрные дыры могут не только уничтожать звезды, но и рождать новые.
NASA показала новую (и очень красивую!) визуализацию черной дыры
Модель черной дыры со светящимся кольцом вращающихся поглащаемых частиц вокруг и бьющими вверх и вниз потоками плазмы. Учёные из проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали первую фотографию сверхмассивной чёрной дыры, расположенной в самом центре нашей галактики — Млечном Пути. Согласно New Scientist, астрофизики предполагали, что внутрь столь огромной черной дыры будет струиться настоящий мощный поток вещества и излучения.
5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто
Изображение не имеет достаточно высокого разрешения для того, чтобы определить направление вращения. Но команда ученых, которая наблюдала за объектом в течение четырех дней, утверждает, что он вращается по часовой стрелке. Черная дыра огромна — ее масса примерно в 6 миллиардов раз больше массы Солнца. Находится она в центре гигантской эллиптической галактики под названием M87. Видео НАСА: черная дыра разрывает звезду В сентябре 2019 года ученые еще больше продвинулись в понимании черных дыр. С помощью телескопа НАСА им удалось от начала и до конца заснять редкое космическое событие — то, как массивная черная дыра поглощает звезду, находящуюся в области ее притяжения.
Во Вселенной триллионы и триллиарды чёрных дыр. Подсчитать их все затруднительно даже математическим способом. Это сверхмассивная дыра, образовавшаяся по одной из версий вследствие коллапса центральной части Галактики под собственным весом. По этой логике у каждой из двух триллионов галактик находится в центре сверхмассивная или ультрамассивная чёрная дыра. Это как 40 000 000 000 солнц.
Полный мрак. Почему невозможно сфотографировать чёрную дыру? Долго считалось, что сфотографировать чёрную дыру невозможно. Потому что слово "фотография" переводится как светопись. А какой может быть свет там, где кванты света поглощаются? Но, если отбросить формализм в сторону, это всё-таки снимок контуров дыры, и для того, чтобы его получить, команде Event Horizon Telescope в составе 300 учёных из 80 институтов пришлось объединить работу одиннадцати гигантских телескопов, расположенных на пяти континентах. В общей сложности было собрано 3,5 петабайта данных, или 3584 терабайта. Только создав сложные алгоритмы обработки и собрав воедино максимальное число ракурсов, а затем смонтировав данные, на что ушли годы, учёные получили искомый снимок.
Это новый взгляд на сверхмассивную черную дыру, которая находится в центре Млечного Пути. Изображение было получено учеными в рамках сотрудничества с проектом Event Horizon Telescope «Телескоп горизонта событий». Кроме того, ученые смогли обнаружить структуру магнитного поля, похожую на структуру черной дыры в центре галактики M87.
Больше всего этого желал Альберт Эйнштейн. Добиться такого результата удалось благодаря объединению в одну глобальную сеть восьми мощнейших радиотелескопов, расположенных по всей планете. А также сплоченности коллектива ученых и международному сотрудничеству в этой сфере. Научный консультант проекта Хайно Фальке рассказал во время пресс-конференции о том, что изображение черной дыры выглядит как врата ада. Эти явления до сих пор хранят в себе много загадок.