Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть.
Черные дыры: почему они черные, как их находят и при чем здесь квазары
| Первый снимок черной дыры | Фотография чёрной дыры, сделанная в рамках проекта Event Horizon Telescope (EHT) — одно из значимых научных достижений в астрономии и космологии. |
| Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути - МК Тула | Большая часть материи вокруг черной дыры попадает внутрь нее, но некоторые частицы избегают поглощения и выбрасываются далеко во вселенную в виде джетов. |
| Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути - Афиша Daily | То, что принято называть фотографией черной дыры, на самом деле — изображение вещества, движущегося вокруг черной дыры. |
| Опубликовано первое в истории фото черной дыры | Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. |
| В чем сенсационность первой фотографии черных дыр - Российская газета | Международная команда учёных представила первый в истории снимок чёрной дыры, а точнее того, что её окружает. |
Черные дыры: самые таинственные объекты Вселенной
В статье рассказывается о черных дырах, их свойствах и разновидностях. астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. «Моделью» фотографов-ученых стала черная дыра в галактике М87, в созвездии Девы, находящаяся на расстоянии более 50 миллионов световых лет от Земли.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности предсказал существование черных дыр в виде бесконечно плотных компактных областей в пространстве, где гравитация настолько велика, что ничто, даже свет, не может вырваться наружу. Так что по определению черные дыры невидимы. Но если черная дыра окружена светоизлучающим материалом, таким как плазма, уравнения Эйнштейна предсказывают, что часть этого материала должна создавать «тень» или контур черной дыры и ее границы, также известной как горизонт событий — уровень, попав за который уже ничто не может вернуться назад. Основываясь на новых изображениях M87, ученые считают, что они впервые видят тень черной дыры в виде темной области в центре каждого изображения.
Теория относительности предсказывает, что мощное гравитационное поле заставляет свет огибать черную дыру, образуя яркое кольцо вокруг ее силуэта, а также заставляет окружающий материал вращаться вокруг нее со скоростью, близкой к скорости света. Яркое кривое кольцо на полученных фотографиях предлагает визуальное подтверждение этих эффектов: материал, движущийся в кольце в нашу сторону, оказывается более ярким, чем тот, который движется от нас. Из этих изображений астрофизики вычислили, что черная дыра примерно в 6.
Небольшие различия между каждым из четырех полученных изображений также подтверждают, что материал рядом с черной дырой перемещается почти со скоростью света. На фото, полученных в течение недели, хорошо видно, как меняется внешний вид черной дыры. В будущем мы, возможно, сможем создать целый фильм о жизни черной деры.
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 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.
Были получены ещё более чёткие и обширные данные, за что надо благодарить, во-первых, новый радиотелескоп в сети — добавилась тарелка в Гренландии и, во-вторых, наблюдение в четырёх частотных диапазонах около 230 ГГц вместо двух, как раньше.
Новое наблюдение позволило закрепить достижение — факт получения отчётливых прямых изображений чёрных дыр. Также учёные убедились, что радиусы тени чёрной дыры и линзированного аккреционного диска за год не изменились, что предсказывало учение Эйнштейна. Наблюдаемой чёрной дыре особенно нечего поглощать в месте её размещения и её рост будет практически незаметным на фоне существования человечества, а не то, что год спустя. Тем не менее, новые данные позволяют судить о процессах в диске аккреции вещества. Также детальное изучение данных раскрывает динамику магнитных полей вблизи объекта, плазмы и энергии. Учёные рассчитывают увидеть джеты этой дыры, пока на изображениях видны только признаки выброса струй энергии.
Часто чёрные дыры образуются после гибели массивных звёзд.
Когда у неё истощается собственный ядерный топливный запас, она может коллапсировать под своим гравитационным давлением и превратиться в чёрную дыру. Для того, чтобы звезда стала чёрной дырой, её ядро при коллапсе должно сжаться настолько сильно, чтобы пересечь радиус Шварцшильда — собственно радиус, до которого нужно сжать объект, и который зависит от массы самого объекта. А ещё чёрная дыра может родиться в центре галактики. Там тоже происходит коллапс, только уже многих звёзд и газа. Тогда появляется сверхмассивная чёрная дыра, которая может обладать массой до 20 млрд Солнц. На секундочку, наше Солнце весит 1 983 000 000 000 000 000 000 000 000 000 кг. Таким образом, чёрные дыры обладают невероятно сильной гравитацией, которая способна деформировать время и пространство вокруг них.
Представляет собой уникальное пространство вокруг чёрной дыры, где фотоны, под воздействием её гравитации, вступают на орбитальные траектории вокруг неё, подобно орбите планет вокруг звезды. Если вы окажетесь на фотонной сфере чёрной дыры, вы столкнетесь с необычным явлением: повернувшись назад и взглянув на себя, вы сможете увидеть собственное тело, словно находитесь в игре, где наблюдаете своего персонажа от третьего лица. Вот сюда попадать точно не стоит, ибо ждёт вас лишь одностороннее и необратимое путешествие. Это пространство отделяет чёрную дыру от остальной Вселенной, потому что притяжение черной дыры за горизонтом настолько сильно, что никакая скорость, даже световая 300 тысяч километров в секунду , не позволит вам выбраться обратно. Сила притяжения будет постоянно увеличиваться, и уйти от черной дыры станет невозможным. Поэтому останется лишь расслабиться и получать удовольствие ждать неизбежного конца. Путь до сингулярности — центральной точки чёрной дыры, где сила гравитации становится необъяснимо сильной, пройдёт в полной темноте.
Даже самый мощный источник света не озарит эту абсолютную тьму. Развеять её просто невозможно! Более того, вы окажетесь в полной изоляции от всей остальной Вселенной. Однако, если чёрная дыра небольшая, то возможность выжить стремиться к нулю. Ближе к сингулярности приливные силы резко возрастают и становятся беспощадными: вы на себе испытаете «спагеттификацию» — огромные приливные силы начнут действовать на тело неравномерно. Вас растянет, как свежезамешанные спагетти.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
Обнародована первая фотография черной дыры. Фотографии черной дыры специалисты сделали с помощью «Телескопа горизонта событий». астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц.
3. Представлено первое фото черной дыры в центре нашей Галактики
Это первое в истории изображение черной дыры – M87. Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения. 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. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании. Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно. Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля.
Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути
Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц. Модель черной дыры со светящимся кольцом вращающихся поглащаемых частиц вокруг и бьющими вверх и вниз потоками плазмы. РИА Новости, 09.06.2022. Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Здесь-то и пригодился Event Horizon Telescope. По сути, EHT — это объединенная сеть из восьми обсерваторий по всему миру, чьи радиотелескопы синхронизированы по сверхточным атомным часам. Вся эта сеть работает как единый телескоп диаметром 10 тыс. Это и еще специально разработанный компьютерный алгоритм, позволяющий распознавать образы на основе зашумленной информации, и позволили построить, как из элементов пазла, фотографическое изображение черной дыры. Выглядит это как темный круг с оранжевым ореолом. М87 в 1500 раз более массивная и в 2000 раз более далекая черная дыра. Чтобы решить эту проблему, была создана модель вращения, которая распознавала, в какой именно фазе находится изображение с данной фотографии.
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. Поскольку все телескопы в массиве EHT находились в разных местах, они имели немного разные представления об интересующем объекте — в данном случае, M87. Данные, полученные двумя отдельными телескопами, включают в себя сигнал от черной дыры, но также содержат и шум, характерный для соответствующих телескопов. Суперкомпьютер-коррелятор попарно сравнивает данные со всех 8 телескопов EHT.
Да, она ничего не излучает и поглощает любой падающий на нее свет, но ничего страшного в этом нет. Черная дыра отличается от них только формой примерно сферической и тем, что поглощает фотоны идеально, ничего не рассеивая. То есть увидеть ее все равно можно: на фоне светящегося бублика она будет выглядеть просто черным провалом. Но сделать это земными телескопами пока нереально, для этого надо «подтянуть» наши телескопы намного, намного ближе. Чем и как был сделан снимок? Даже тень черной дыры в полусотне миллионов световых лет увидеть одним-единственным земным телескопом пока невозможно. 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.
Вторым источником может быть плотный блинообразный звездный поток ED-2 , содержащий старые и малометалличные звезды, преимущественно одиночные, и пересекающий окрестности Солнца. Предполагается, что он может быть остатками разрушенного шарового скопления или ультратусклой карликовой галактики. Оказалось, что орбита системы Gaia BH3 и ее металличность полностью соответствуют тому, что она является частью потока ED-2. Что касается черной дыры в Gaia BH3, то ученые больше склоняются к идее, что она возникла в результате коллапса массивной звезды с очень низким содержанием металлов, которая возникла более 13 миллиардов лет назад, однако сценарий динамических взаимодействий в скоплении полностью не исключается. Ранее мы рассказывали о том, как были найдены два новых звездных потока в Млечном Пути, которые могут быть фрагментами протогалактики.
Фото черной дыры на месте США опубликовал Новосибирский планетарий
После получения первого фото черной дыры группы ученых сосредоточились на новом объекте — черной дыре в центре нашей галактики. Эта сверхмассивная черная дыра весит как 4 млн наших Солнца. Находится в созвездии Стрельца. О ее существовании подозревали с 1970-х годов, но до сих пор не было подтверждения, что это именно черная дыра, а не какое-то другое скопление материи. Размером объект — примерно как орбита Меркурия. На нашем небе примерно такого размера, как если бы мы пытались разглядеть бублик на Луне невооруженным глазом. Фото очень похоже на фото первой черной дыры.
Точнее, её тени на фоне аккреционного диска. Были получены ещё более чёткие и обширные данные, за что надо благодарить, во-первых, новый радиотелескоп в сети — добавилась тарелка в Гренландии и, во-вторых, наблюдение в четырёх частотных диапазонах около 230 ГГц вместо двух, как раньше. Новое наблюдение позволило закрепить достижение — факт получения отчётливых прямых изображений чёрных дыр. Также учёные убедились, что радиусы тени чёрной дыры и линзированного аккреционного диска за год не изменились, что предсказывало учение Эйнштейна. Наблюдаемой чёрной дыре особенно нечего поглощать в месте её размещения и её рост будет практически незаметным на фоне существования человечества, а не то, что год спустя. Тем не менее, новые данные позволяют судить о процессах в диске аккреции вещества. Также детальное изучение данных раскрывает динамику магнитных полей вблизи объекта, плазмы и энергии.
Дополнительная обработка данных заняла ещё год. Сверхмассивные чёрные дыры , к которым относится объект в галактике Messier 87, больше Солнца в миллионы раз. Первое теоретическое описание устройства этих объектов и их «поведения» было сделано советскими астрофизиками почти полвека назад. Изображения EVT полностью подтвердили предположения отечественных учёных — чёрные дыры существуют. И они выглядят именно так, как предполагалось. Роль отечественной науки в изучении чёрных дыр невозможно переоценить, считает научный руководитель Государственного астрономического института им. В те времена термин «чёрная дыра» был в астрономии ругательным. Наши учёные впервые описали эти объекты», — говорит Черепащук в беседе с RT. Также по теме «Исключительная находка»: как свет умирающей звезды помог вычислить скорость вращения чёрной дыры Американские учёные измерили массу и впервые вычислили скорость вращения сверхмассивной чёрной дыры в центре значительно удалённой от... По его мнению, благодаря полученным EVT данным удалось проверить на практике теорию общей относительности Эйнштейна.
Вся эта сеть работает как единый телескоп диаметром 10 тыс. Это и еще специально разработанный компьютерный алгоритм, позволяющий распознавать образы на основе зашумленной информации, и позволили построить, как из элементов пазла, фотографическое изображение черной дыры. Выглядит это как темный круг с оранжевым ореолом. М87 в 1500 раз более массивная и в 2000 раз более далекая черная дыра. Чтобы решить эту проблему, была создана модель вращения, которая распознавала, в какой именно фазе находится изображение с данной фотографии. Фотографии заняли 6000 терабайт и обрабатывались суперкомпьютером в Бостоне. Над проектом трудилось около 300 ученых.