Стрелец А* значительно меньше чёрной дыры галактики M87.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Эта черная дыра называется Мессье 87 или Дева А, она находится на расстоянии около 53 миллионов световых лет от Земли. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. После получения первого фото черной дыры группы ученых сосредоточились на новом объекте — черной дыре в центре нашей галактики.
Фотография черной дыры
Что будет, если «упасть» в черную дыру? Объект, притянутый черной дырой, скорее всего, не сможет оттуда вернуться. Чтобы преодолеть гравитацию черной дыры, нужно развить скорость выше скорости света, но человечество пока не знает, как это можно сделать. Гравитационное поле вокруг черной дыры очень сильно и неоднородно, поэтому все объекты рядом с ней меняют форму и структуру. Та сторона предмета, которая находится ближе к горизонту событий, притягивается с большей силой и падает с большим ускорением, поэтому весь предмет растягивается, становясь похожим на макаронину. Это явление описал в своей книге «Краткая история времени» знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг.
Еще до Хокинга астрофизики назвали это явление спагеттификацией. Если описывать спагеттификацию с точки зрения космонавта, который подлетел к черной дыре ногами вперед, то гравитационное поле будет затягивать его ноги, а затем растянет и разорвет тело, превратив его в поток субатомных частиц. Со стороны увидеть падение в черную дыру невозможно, так как она поглощает свет. Сторонний наблюдатель увидит лишь, что приближающийся к черной дыре объект постепенно замедляется, а затем и вовсе останавливается. После этого силуэт объекта будет становиться все более размытым, обретать красный цвет, и наконец просто исчезнет навсегда.
По предположению Стивена Хокинга, все объекты, которые притягивает черная дыра, остаются в горизонте событий. Из теории относительности следует, что вблизи черной дыры время замедляется вплоть до остановки, поэтому для того, кто падает, самого падения в черную дыру может никогда не произойти. А что внутри?
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. Так как эта чёрная дыра находится от Земли на расстоянии около 27 000 световых лет, её видимые размеры на небе примерно соответствуют размерам пончика на Луне. Чтобы получить её изображение, группа создала сверхмощную антенную решётку EHT: восемь крупнейших радиообсерваторий всей планеты, объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с земной шар. Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры.
Возникли пробелы, похожие на недостающие кусочки головоломки. Для их заполнения ученым пригодился искусственный интеллект. Так, ширина кольца вокруг черной дыры оказалась в два раза меньше предыдущих оценок. Это станет серьезным ограничением для теоретических моделей и тестов гравитации. Масса черной дыры М87 примерно в 6,5 млрд раз превышает массу Солнца.
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 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.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
10 апреля мир впервые увидел черную дыру на фотографии. Таким образом, это первая черная дыра, однозначно связанная с разрушенным звездным скоплением. Фотография стала прямым визуальным доказательством черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики.
Это вам не «Интерстеллар» — ученые представили первое в истории фото черной дыры
Увидеть саму черную дыру невозможно так как она совершенно темная, но светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область (называемую тенью), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Фото чёрной дыры М87. Почему же мы увидели снимок далёкой М87 на три года раньше, чем фотографию находящегося практически по соседству Стрельца А*? 12 мая 2022 года астрономы показали первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* расположенной в центре Млечного Пути. Впервые в истории наблюдений не схематическое изображение, а фотография, настоящий снимок черной дыры.
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
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.
Ролик показывает, как ее гравитационное поле искажает ее внешний вид для стороннего наблюдателя.
Гифку в высоком разрешении можно посмотреть на сайте NASA. В комментарии к видео NASA поясняет, что гравитационное поле черной дыры искажает видимый свет, который излучает падающее в нее вещество на изображении показано оранжевым , и создает эффект «кривого зеркала».
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. Добиться такого результата удалось благодаря объединению в одну глобальную сеть восьми мощнейших радиотелескопов, расположенных по всей планете.
Например, если компьютеру показывают несколько разных фотографий бананов, после обучения он сможет определить, изображены ли на картинке фрукты. В целом PRIMO позволяет компенсировать недостающую информацию о наблюдаемом объекте, что машина и сделала, проанализировав 30 000 изображений чёрных дыр. Эти данные позволят учёным серьёзно переработать свои теоретические модели и тесты гравитации, а также лучше понять не только М87, но и нашу собственную чёрную дыру в центре галактики Млечный Путь. Самым загадочным явлением сейчас выступают интенсивные струи энергии, которые извергает М87. Эти яркие струи простираются на 5000 световых лет от её ядра.
Опубликовано первое в истории фото черной дыры
В ходе нового исследования фотографию обработали с помощью системы искусственного интеллекта. Результаты показали, что центральная область дыры больше и темнее, чем считалось раньше. Также она окружена ярким, но довольно тонким кольцом аккрецирующего газа. Для сбора данных о черной дыре M87 ученые задействовали сеть из семи телескопов, расположенных в разных частях мира.
Но даже они не смогли охватить нужный объем пространства.
Название «черная дыра» стало популярным уже во второй половине ХХ века. Ее масса превышает массу Солнца в 6,5 млрд раз. NSF Алгоритм визуализации сверхмассивной черной дыры по данным, полученным радиотелескопами, разработала Кэтрин Боуман. Полученные данные из-за их колоссального объема доставляли в аналитические центры транспортом, их анализ занял два года.
Теперь с помощью искусственного интеллекта астрономы смогли сделать фотографию четче. Вероятно, для обычного зрителя мало что изменилось, однако дыра обрела более четкие очертания, исчезла лишняя размытость. Для корректировки фото использовали машинное обучение.
Изучая пару сливающихся галактик, астрономы обнаружили в них две огромные чёрные дыры, одновременно растущие близ центра новой галактики. Эти гиганты интересны тем, что находятся на максимально близком друг к другу расстоянии.
Черные дыры: самые таинственные объекты Вселенной
Это заняло два года. Но ученые все еще не до конца понимают механизм возникновения черных дыр и многие их свойства, ограничиваясь во многом гипотезами. 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.
Еще сотню лет эти предсказания не получали никаких обоснований. И вот наступило 10 апреля 2019 года — день, который весь мир запомнит надолго. День, когда планета увидела первую настоящую фотографию черной дыры, точнее ее тень и горизонт событий. А все, что под ним, мы увидеть не сможем, даже если очень захотим. Это изображение стало еще одним и, пожалуй, одним из самых весомых доказательств правоты Эйнштейна и ОТО.
Несомненно, мы и до этого достаточно много успели узнать об этих объектах, но именно фотография горизонта событий дала нам ответы на самые важные вопросы. Проект «Телескоп Горизонт Событий» Event Horizon Telescope, в дальнейшем EHT , состоящий из восьми телескопов и сотен ученых по всему миру, смог предоставить нам эту фотографию из галактики M87 за 53 миллиона световых лет от нас. Это сверхмассивная черная дыра, масса которой в шесть миллиардов раз больше Солнца. То есть ее размер будет даже больше, чем орбита Плутона вокруг нашей звезды. 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.
ADME не мог пропустить такое значимое для человечества событие и решил познакомить вас с людьми, благодаря которым эта сенсация стала возможной и чьи имена уже вошли в историю мировой науки.
Исторический подвиг телескопа Event Horizon Powehi — гавайское название черной дыры, настоящего чемпиона Вселенной в сверхтяжелом весе, в переводе означающее примерно следующее: «украшенный темный источник бесконечного созидания». 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.
Кто они, люди, которые сделали то, что предыдущему поколению казалось невозможным? Ученые проекта Event Horizon Telescope и их «минута славы» в передовых изданиях. Кэти Бауман Кэти Бауман Katie Bouman — 29-летняя девушка, которая после презентации первого в истории фото черной дыры в буквальном смысле проснулась знаменитой. Снимок, на котором она с волнением смотрит, как на экране ее компьютера появляется триумфальное фото, стал вирусным и разлетелся по всему миру. В 23 года она присоединилась в качестве младшего исследователя к проекту Event Horizon Telescope и в итоге возглавила там группу, которая 3 года занималась разработкой алгоритмов, собирающих и синхронизирующих данные с телескопов, расположенных в разных уголках Земли.
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
Он и его коллеги назвали это явление «Малым Взрывом». GRB 060614 не вписывается в существовавшую картину наблюдений. Длительность гамма-всплеска составила 102 секунды, рентгеновское послесвечение длилось более недели. Обычно же гамма-всплески делят на две категории: длинные более двух секунд и короткие. Одним из таких эффектов является «дилатация времени» вблизи чёрной дыры время течет медленнее. 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.
Но имеющейся информации недостаточно, чтобы доказать их принадлежность к классу черных дыр. Что будет, если попасть в черную дыру? Если человек окажется в черной дыре, то ничего хорошего с ним явно не случится. Когда любой объект проходит через горизонт событий, он оказывается под влиянием сильного гравитационного поля. Из-за этого с одной стороны его начинает сильно растягивать, а с другой — сплющивать. Данный процесс будет продолжаться до тех пор, пока предмет не разделится на атомы и не сольется с сингулярностью. Изображение космонавта, затягиваемого в черную дыру Интересный факт: в некоторых научных фильмах, книгах и компьютерных играх черные дыры выполняют роль порталов, однако в действительности с их помощью нельзя переместиться в иное измерение или другую точку пространства. Могут ли черные дыры столкнуться друг с другом? Столкновение черных дыр Черные дыры могут столкнуться, но для этого требуется, чтобы они оказались на небольшом расстоянии друг от друга. Чаще всего данный процесс можно наблюдать после угасания двойной звезды.
Когда оба светила, расположенных на небольшом расстоянии, превращаются в черные дыры, последние начинают сближение и сталкиваются. Также это явление возможно при слиянии галактик. 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.
Это изображение - долгожданный взгляд на огромный объект в центре нашей галактики. Хотя мы не можем увидеть саму черную дыру, поскольку она абсолютно темная, светящийся газ вокруг нее оставляет заметные следы.
Темная центральная область, известная как тень, черной дыры окружена яркой кольцевой структурой. На снимке запечатлен свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Наблюдения говорят нам об активной сверхмассивной черной дыре, которая притягивает к себе материал и заставляет его погружаться в свою пасть. Изучив ее орбиту, были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры. Более поздние наблюдения определили массу в 3,7 млн солнечных масс в объеме с радиусом в 6,25 световых часов, или 6,7 млрд км.
Ее активность в центре Млечного Пути превращает ее в своего рода двигатель, который, поглощая материю из того, что проходит поблизости, производит энергию в виде интенсивного излучения. На большом изображении рентгеновское излучение обсерватории "Чандра" выделено синим цветом, а инфракрасное излучение космического телескопа "Хаббл" - красным и желтым.
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». 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.