10 апреля мир впервые увидел черную дыру на фотографии. серия мемов с первой в истории фотографией черной дыры. фондовое изображение.
Фотография черной дыры
На ней изображена сверхмассивная черная дыра, которая находится в центре галактики Messier 87. На снимке представлено пространство вокруг черной дыры, которое еще может покинуть видимый свет. Сразу за горизонтом событий начинается совершенно черное пространство — это и есть черная дыра. The first ever image of a black hole.
В 2019 году астрофизики смогли впервые сфотографировать черную дыру в центре галактики М87. Но один раз — не факт. Факт — объективное и повторяющееся событие или феномен. И вот — снимок черной дыры, вернее горизонта событий вокруг нее, буквально у нас под боком, в центре Млечного Пути. Как выглядит наша черная дыра и чем отличается от М87? Однако ее размер для телескопов всего 52 миллионные доли угловой секунды. Здесь-то и пригодился Event Horizon Telescope.
Кроме того, существует предположение, что очень маленькие черные дыры с массой, близкой массе элементарных частиц, образуются на Большом адронном коллайдере. Однако подтверждения этой версии пока нет. Черная дыра поглотит нашу галактику? Ее масса в четыре миллиона раз больше массы Солнца, а размер — 25 миллионов километров — примерно равен диаметру 18 солнц.
Подобные масштабы заставляют некоторых задаваться вопросом: а не угрожает ли черная дыра всей нашей галактике? Основания для таких предположений есть не только у фантастов: несколько лет назад ученые сообщили о галактике W2246—0526, которая находится в 12,5 млрд световых лет от нашей планеты. Согласно описанию астрономов, находящаяся в центре W2246—0526 свермассивная черная дыра постепенно разрывает ее на части, а возникающее в результате этого процесса излучение разгоняет во все стороны раскаленные гигантские облака газа. Разрываемая черной дырой галактика светится ярче, чем 300 триллионов солнц.
Однако нашей родной галактике ничего подобного не угрожает по крайней мере в краткосрочной перспективе. Большинство объектов Млечного Пути, включая Солнечную систему, находится слишком далеко от черной дыры, чтобы ощутить ее притяжение. Кроме того, «наша» черная дыра не втягивает весь материал, как пылесос, а выступает лишь гравитационном якорем для группы звезд, находящихся на орбите вокруг нее — как Солнце для планет. Впрочем, даже если мы когда-нибудь и попадем за горизонт событий черной дыры то, скорее всего, даже не заметим этого.
Что будет, если «упасть» в черную дыру? Объект, притянутый черной дырой, скорее всего, не сможет оттуда вернуться.
Исследователи также отмечают, что массивные струи, вылетающие из черных дыр, производят энергию, которая может в миллион раз превышать ту, которую производит Большой адронный коллайдер. Как отмечает , исследователи признаются, что им потребуется и дальше наблюдать за черными дырами, чтобы получить ответы на многие вопросы. Если вы еще не зарегистрированы, то можете пройти экспресс-регистрацию , которая займет всего пару минут.
Что дала нам первая фотография черной дыры?
Оно представляет собой кольцеобразную структуру с темной центральной областью. Революционные результаты наблюдений представлены в серии из шести статей, опубликованных в специальном выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters. Исследователи сравнили полученные результаты с обширной коллекцией компьютерных моделей, отражающих физические особенности искривленного пространства, нагретого до сверхвысоких температур вещества и сильных магнитных полей. Многие свойства полученного изображения неожиданно хорошо соответствуют теоретическим представлениям.
Это дает уверенность в правильности интерпретации наблюдений, в том числе и оценок массы черной дыры. Галактика M 87 из скопления галактик в созвездии Девы была выбрана для наблюдений не случайно. Размеры горизонта событий черной дыры пропорциональны ее массе, поэтому, чем массивнее черная дыра, тем больше ее тень.
Благодаря своей огромной массе 6,5 миллиардов солнечных масс и относительной близости к Земле она находится от нас на расстоянии 55 миллионов световых лет черная дыра в центре галактики M 87 для земного наблюдателя является одной из крупнейших по своим угловым размерам, что и сделало ее идеальной мишенью для исследования. Поперечник её тени немного меньше 40 миллиардов километров.
Этот горячий газ образуется из ветров, создаваемых дискообразным распределением молодых массивных звезд, наблюдаемых в инфракрасном диапазоне. Поэтому для получения его изображения требуется невероятно высокое разрешение. Первое изображение черной дыры было получено EHT в 2019 году.
Это была сверхмассивная черная дыра в центре галактики Мессье 87. EHT смог разрешить этот объект благодаря системе синхронизации нескольких телескопов, разбросанных по всей поверхности Земли. В частности, астрономы использовали Very-Long-Baseline-Interferometry VLBI - метод, который объединяет наблюдательную мощность и данные телескопов по всему миру для создания гигантского виртуального радиотелескопа. Наличие нескольких телескопов на разных широтах Земли в сочетании с вращением Земли приводит к созданию телескопа размером с Землю. Каждый из этих телескопов оснащен антенной с чрезвычайно точными атомными часами для регистрации времени, в которое регистрируются радиосигналы от целевого объекта.
И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением.
Большинство объектов Млечного Пути, включая Солнечную систему, находится слишком далеко от черной дыры, чтобы ощутить ее притяжение. Кроме того, «наша» черная дыра не втягивает весь материал, как пылесос, а выступает лишь гравитационном якорем для группы звезд, находящихся на орбите вокруг нее — как Солнце для планет. Впрочем, даже если мы когда-нибудь и попадем за горизонт событий черной дыры то, скорее всего, даже не заметим этого. 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.
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. Они светятся так ярко, что затмевают несколько миллиардов соседних звезд. То, что зафиксировали радиотелескопы, — свечение этого газа, электромагнитные волны, оторвавшиеся от горизонта событий. 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.
5 причин, почему фото черной дыры – это очень круто
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. Сейчас это самый массовый способ открытия черных дыр.
Белая дыра Белая дыра — это гипотетический объект во Вселенной, в область которого ничто не может войти. Она является противоположностью черной дыры и предсказывается теми же уравнениями общей теории относительности. Однако, большинство физиков склоны считать, что на самом деле белых дыр нет.
Почему так? Гипотетически, такой объект должен продолжать расти и поглощать материю, но такое поведение противоречит известным физическим законам. Поэтому белые дыры считаются чрезвычайно неустойчивыми и неспособными существовать в долгосрочной перспективе. В рамках полного решения Шварцшильда предполагается возможность существования как чёрных, так и белых дыр. Однако на данный момент считается, что шварцшильдовских белых дыр в реальности не существует.
Аналогично, полное решение Керра предусматривает наличие как чёрных, так и белых дыр. Белая дыра в рамках решения Керра известного для чёрных дыр образуется в одной вселенной в результате образования чёрной дыры в другой. А вот израильские астрономы Алон Реттер и Шломо Хеллер считают, что аномальный гамма-всплеск GRB 060614, который произошел в 2006 году, мог быть связан с белой дырой. Алон Реттер исследовал теорию, согласно которой белые дыры могут возникать, но затем немедленно распадаются, что приводит к явлению, аналогичному Большому Взрыву. 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.
Для корректировки фото использовали машинное обучение. Для этого вычислительные системы анализировали данные о космических объектах: фотографии, среди которых и возможная черная дыра в центре нашей галактики Млечный путь. С учетом того что изучать черные дыры вблизи нельзя, изображение носит важный для науки характер.
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. Она подтвердила наблюдением существование сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, став четвертой женщиной в истории, получившей эту награду.
В чем сенсационность первой фотографии черных дыр
Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Астрономы опубликовали первое фото тени сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) объявили, им удалось получить первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*.
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
Фото Черная дыра цифровая черная дыра в космической иллюстрации. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. 12 мая 2022 года астрономы показали первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* расположенной в центре Млечного Пути. Хоть мы и не можем видеть чёрную дыру, так как она действительно абсолютно чёрная, выдаёт её окружающий светящийся газ: мы наблюдаем тёмную центральную область (называемую тенью), окружённую яркой кольцеобразной структурой.
Черная дыра, фото из космоса – реальное доказательство ее существования
Ученые, которые демонстрировали фото одновременно в шести городах, отмечают, что это кольцо огня порождено настолько мощной гравитацией, что вырваться из нее не могут даже объекты, которые движутся со скоростью света. Хоть и далеко.
Широкая двойная система Gaia BH3 была обнаружена недавно и состоит из неактивной самой массивной черной дыры звездной массы массой почти 33 массы Солнца и малометалличной звезды из гало Млечного Пути. Природа этой системы очень интересует астрономов, так как модели сталкиваются с затруднениями. Возможны два варианта, первый заключается в гибели достаточной массивной звезды, чтобы, несмотря на потерю массы за счет звездного ветра, она смогла сформировать такую черную дыру, что возможно в малометалличных карликовых галактиках. Второй вариант — динамические взаимодействия в плотных звездных скоплениях, которые могут привести к росту черной дыры за счет слияний. Ранее ученые наметили два потенциальных источника Gaia BH3, первым стал звездный поток, связанный с крупным эпизодом аккреции гало Млечного Пути остатков карликовой галактики «Секвойя» в прошлом.
Чтобы узнать размер черной дыры, можно использовать формулу второй космической скорости, заменив V2 на c2 скорость света в квадрате. Размер черной дыры Rg определяет горизонт событий. Чтобы вы представили себе, насколько это большие объекты, давайте сделаем черную дыру из чего-то знакомого, например из Земли. Если мы сожмем Землю, гравитационный радиус для черной дыры, которую мы из нее сделали, будет равен 9 миллиметрам. Если мы сожмем Солнце, сделав из него черную дыру, черная дыра с массой как наше Солнце будет иметь диаметр 6 километров. 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.
Достигнуть успеха удалось благодаря объединению восьми радиообсерваторий по всей планете в один виртуальный телескоп «размером с Землю». Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Credit: Event Horizon Telescope Однако наиболее интригующей целью проекта «Event Horizon Telescope», старт которому был дан в 2012 году, являлось получение снимка центральной сверхмассивной черной дыры Млечного Пути. Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры. Стоит отметить, что результирующий снимок был получен путем усреднения тысяч визуализаций, созданных с использованием различных вычислительных методов и точно соответствующих данным наблюдений «Event Horizon Telescope».
Фотография черной дыры
schwarzes-loch2 На этой неделе произошло важное научное открытие: была получена первая фотография черной дыры. schwarzes-loch2 На этой неделе произошло важное научное открытие: была получена первая фотография черной дыры. Астрофизики показали более четкую фотографию черной дыры, которая находится в 55 млн световых лет от нашей планеты. И вот вчера ученые представили первые фотографии черной дыры из галактики М87. Ученые представили новое высококачественное изображение черной дыры в центре нашей галактики, сообщила британская газета Independent 27 марта.
Самые гигантские черные дыры во Вселенной – фото
Меньшая масса черный дыры Млечного Пути и, следовательно, меньший динамический масштаб Sgr A* значительно усложнили визуализацию и анализ данных EHT. Получено первое фото черной дыры в сердце нашей Галактики. Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть. И вот вчера ученые представили первые фотографии черной дыры из галактики М87. Таким образом, это первая черная дыра, однозначно связанная с разрушенным звездным скоплением. Спустя три года после публикации первой в истории фотографии чёрной дыры астрономы проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали второй такой снимок.