Чёрные дыры теперь не просто позируют на фотографиях, они участвуют в фотосессиях.
Черные дыры: почему они черные, как их находят и при чем здесь квазары
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. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании. Правдивость теории Эйнштейна и раньше подтверждалась отдельными наблюдениями, но ещё никогда — в таком грандиозном масштабе, пояснил Черепащук.
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. 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 меняются очень быстро.
Ширина кольца на изображении также оказалась меньше, чем считалось раньше, а беспрецедентное качество картинки удалось получить при помощи искусственного интеллекта PRIMO. Технология PRIMO основана на методе, который позволяет компьютерам генерировать правила при помощи обучающего материала. 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.
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. Было бы неплохо понять, почему М87 такая особенная и что вообще определяет аппетит таких опасных объектов, как крупная черная дыра. Дело в том, что черные дыры, по сути, ключевые действующие лица в окружающей нас Вселенной. Если взглянуть на почти все известные галактики, в центре каждой из них лежит сверхмассивная черная дыра и в нашем Млечном Пути — тоже.
И они там вовсе не для красоты: тяготение таких сверхмассивных объектов «собирает» вокруг себя ядро каждой галактики и в конечном счете саму галактику. Без черной дыры в центре материя не могла бы быстро собраться в достаточно плотные структуры. А значит, и образование звезд, и эволюция планетных систем шли бы куда медленнее. Из этого легко понять, зачем нужно изучать черные дыры: чтобы понимать, как работает Вселенная вокруг нас, надо знать, как работает главный «сборочный механизм» в ее галактике. Черную дыру в центре галактики М87 удалось снять с высоким качеством потому, что эта дыра очень активно «глотает» вещество и перед приемом «пищи» сильно ее нагревает трением частиц поглощаемого вещества друг о друга. Бублик этой материи от нагрева дает жесткое рентгеновское излучение, а вверх и вниз от черной дыры бьют струи горячей плазмы, разогнанной до десятков и сотен тысяч километров в секунду.
Фотография черной дыры
- Чёрная дыра — Википедия
- О чем говорит первая настоящая фотография черной дыры, что она значит
- Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
- Первый снимок черной дыры | Наука и жизнь
Астрономы опубликовали первую в истории фотографию черной дыры в центре Млечного пути
Иностранные астрофизики использовали данные микроволнового телескопа ALMA для подготовки точной трёхмерной модели вспышки, которая была порождена сверхмассивной чёрной дырой в центре Млечного Пути. 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. 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. Фотография стала прямым визуальным доказательством черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики. Тень чёрной дыры в галактике M87 и улучшенный вариант изображения в поляризованном свете / ESO.
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
Фото чёрной дыры Чёрная дыра в центре M87 (слева) в поляризованном свете и Sgr A* (справа) в поляризованном свете. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. 26 кандидатов в черные дыры были найдены в галактике M31 в Андромеде, добавив. Большая часть материи вокруг черной дыры попадает внутрь нее, но некоторые частицы избегают поглощения и выбрасываются далеко во вселенную в виде джетов. После получения первого фото черной дыры группы ученых сосредоточились на новом объекте — черной дыре в центре нашей галактики.
Опубликована первая в истории фотография черной дыры
Астрофизики из проекта Event Horizon Telescope опубликовали первое в мире фото чёрной дыры, которая находится в центре галактики Messier 87. Сверхмассивная чёрная дыра с аккреционным диском и струёй плазмы («Наука и жизнь» №5, 2019). «Моделью» фотографов-ученых стала черная дыра в галактике М87, в созвездии Девы, находящаяся на расстоянии более 50 миллионов световых лет от Земли. 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. Контраст не менялся и соответствует предсказанием для тени (черной дыры), несимметричная картинка говорит о вращении вещества. Международная команда учёных представила первый в истории снимок чёрной дыры, а точнее того, что её окружает.
Получена фотография центральной черной дыры Млечного Пути
Большинство российских и ряд западных СМИ написали про «первый в истории снимок черной дыры». Увы, это не так. Черная дыра называется так потому, что она черная: ее гравитация так сильна, что любые фотоны могут только влететь в нее, но не покинуть. Космос за черной дырой тоже в основном черный. Увидеть черное на черном очень сложно: попробуйте найти черную кошку в абсолютно темной комнате — и быстро поймете, о чем мы. Тем более что объект, который они снимали, — сверхмассивная черная дыра М87 в центре одноименной далекой галактики — вообще-то лежит в 53 миллионах световых лет от нас.
Поэтому его видимый размер для земного наблюдателя ровно такой же, как у черного котенка, лежащего на поверхности абсолютной черной Луны во время самой темной лунной ночи. Конечно, астрономы и не пытались сделать снимок такого объекта. Достаточно открыть научный журнал, в котором опубликована статья о нем, чтобы прямо в ее заголовке прочитать : на снимке «тень сверхмассивной черной дыры», не она сама. Почему же многие научно-популярные СМИ — и даже некоторые астрономы в соцсетях — написали «Получен первый снимок черной дыры»? Как отметила в беседе с нами Ирина Якутенко, основатель популяризаторского агентства «Чайник Рассела» и научный журналист, «с точки зрения маркетинга и повышения шансов на новые гранты по теме они совершенно правильно пишут, что увидели именно черную дыру, а не тень тем более что это не тень в привычном понимании этого слова ».
Увы, но да, современная наука чем-то похожа на шоу-бизнес: она тоже требует большого финансирования, и чтобы общество давало на это деньги, нужно рассказывать ему красочные истории. Объяснить, что именно было на снимке, в громком, но коротком заголовке сложно. Поэтому многие решили не напрягаться и написать про «снимок черной дыры» — так проще будет получать деньги на новые исследования. Крупные черные дыры притягивают к себе много газа и пыли из окружающего пространства, и перед тем, как свалиться в дыру, газ и пыль начинают вращаться вокруг нее, образуя «бублик». Частицы вещества из бублика неизбежно трутся друг о друга.
Чем массивнее дыра и чем больше материи она пожирает в единицу времени, тем сильнее это трение.
В 2019 году та же команда ученых опубликовала первое в истории фото черной дыры — M87 в галактике Мессье 87. Фотографии двух столь разных по размеру черных дыр позволят ученым сравнить их и найти различия. Также изображения дают новые данные для проверки теорий поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр.
Этот процесс еще не до конца изучен, но, как считается, играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.
Она сразу поняла, что с этой чернотой что-то не так, но что именно - выяснилось лишь недавно благодаря последним наблюдениям "Хаббла" реклама Массивная чёрная дыра находится в самом центре карликовой галактики Henize 2-10 и всего в 30 миллионов световых лет от нас. Дополнительным сюрпризом стало то, что вместо того, чтобы препятствовать звездообразованию, излучение провоцирует рождение новых звезд", - сказал Закари Шутте, аспирант Рейнес и ведущий автор нового исследования. Henize 2-10, является так называемой галактикой со вспышкой звездообразования - в ней звезды образуются с очень высокой скоростью, примерно в 1000 раз быстрее, чем обычно. По сравнению с другими галактикам она относительно мала и относится к типу карликовых галактик. Image credits: Schutte и Reines 2022.
Исследователям уже было известно о необычном газовом образовании в этом районе, но "Хабблу" удалось также получить изображение выброса, связанного с центральной черной дырой. Хотя этот процесс до конца не изучен, астрономы считают, что черные дыры или, по крайней мере, некоторые из них действительно испускают потоки газа, несмотря на свою огромную гравитацию. В Henize 2-10 этот выброс движется со скоростью около миллиона миль в час, врезаясь в газовый кокон, и, как оказалось, новорожденные звезды движутся по пути этого выброса.
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. Возникли пробелы, похожие на недостающие кусочки головоломки. Для их заполнения ученым пригодился искусственный интеллект.
Опубликовано первое в истории фото черной дыры
| Фотография черной дыры: совсем не фотография и не совсем черной дыры | Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) объявили, им удалось получить первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*. |
| - Интересные новости и события | То, что принято называть фотографией черной дыры, на самом деле — изображение вещества, движущегося вокруг черной дыры. |
Тулякам показали 3D-снимок вспышки чёрной дыры в центре Млечного Пути
Новые наблюдения за звездами, вращающимися вокруг сверхмассивной черной дыры Sgr A*, позволили уточнить ее массу и найти нового рекордсмена по скорости орбитального движения. 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. Получено первое фото черной дыры в сердце нашей Галактики. Фотография стала прямым визуальным доказательством черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87.
Рекордно массивная черная дыра звездной массы оказалась родом из разрушенного звездного скопления
Тем не менее, современные технологии позволяют не только построить теории об устройстве черных дыр, но и проверить их на практике. Более того, в 2019-ом году ученым даже удалось сделать первую в мире фотографию, на которой изображен данный космический объект. Что такое черная дыра? Изображение черной дыры с четко выраженным горизонтом событий Это может показаться странным, но черные дыры являются самыми простыми объектами во Вселенной в плане характеристик. У них есть лишь два параметра: скорость вращения и масса. В астрофизике считается, что они являются финальным этапом эволюции звезд. Когда жизненный цикл светила подходит к концу, оно взрывается, а его центр превращается в черную дыру. Поверхность новообразованного небесного тела называется горизонтом событий. Но нужно понимать, что у черной дыры отсутствует физическая оболочка.
Под данным термином подразумевается лишь пространство на определенном расстоянии от центра, где заканчивается действие силы притяжения. Когда объект или свет пересекает горизонт событий, он уже не может выбраться из черной дыры, поскольку оказывается в сильном гравитационном поле. Интересный факт: чтобы покинуть черную дыру, объект должен двигаться навстречу времени, то есть перемещаться в прошлое, что в принципе невозможно. Почему черные дыры так называются? Изначально данные космические объекты назывались коллапсарами. Оно так сильно понравилось физику Джону Уиллеру, что он вывел его на уровень официального обозначения. Черные дыры получили такое название, поскольку полностью поглощают свет, из-за чего их нельзя увидеть. Разглядеть объект можно лишь в том случае, если вокруг горизонта событий находится оболочка из определенного вещества, например, газа.
Также черная дыра хорошо заметна, если она впитывает вещество и энергию из расположенной рядом звезды. В противном случае обнаружить ее не удасться, поскольку она будет невидима для человеческого глаза и приборов. Черная дыра вокруг звездного скопления Хоть данные объекты и поглощают свет полностью, никак его не отражая, есть гипотеза, что они могут обладать излучением. Во время своего существования черная дыра способна испускать в пространство разные простейшие частицы, большую часть которых составляют фотоны. С физической точки зрения этот процесс напоминает постепенное испарение. На данный момент это явление не доказано, и существует лишь гипотетическая модель. Ученые называют его излучением Хокинга. Видимыми черные дыры становятся, когда сталкиваются друг с другом.
От них в пространство начинают исходить заметные гравитационные волны. Как появляются черные дыры? Появление черных дыр напрямую зависит от их массы. По этому параметру они разделяются на две категории: околосолнечные — их вес равен нескольким Солнцам, и массивные — у них данный параметр в миллионы раз больше. Как черные дыры участвуют в формировании космоса Интересный факт: размеры черной дыры пропорциональны ее массе. Чем она больше весит, тем шире горизонт событий. Исследования показывают, что околосолнечные черные дыры имеют большой возраст и скорее всего появились на ранних этапах формирования Вселенной. Они образовались в результате сжатия звезд, размеры которых в 25-70 раз превышают габариты Солнца.
Когда светило прекращало уменьшаться, оно взрывалось, а его центр превращался в черную дыру. Массивные объекты в большинстве случаев образуются из гигантских газовых облаков. Массы последних как раз хватает, чтобы сформировалась черная дыра больших размеров, которая весит в миллионы раз больше Солнца. Она находится в 26 тысячах световых лет от Солнечной системы. Эта черная дыра появилась примерно в то же время, что и галактика, и располагается в ее центре. Основным материалом для нее послужило газовое облако, которое сжалось до малых размеров. Также есть версия, что черная дыра в Млечном Пути появилась после взрыва звезды гигантских размеров. На протяжении своего существования оба вида объектов притягивают из пространства вещества, которые пересекают их горизонт событий.
Из-за этого габариты черной дыры постепенно увеличиваются. Более того, если поглощение происходит лишь с одной стороны, она начинает вращаться в определенную сторону.
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. 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».
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.
Более того, многие подобные объекты остаются незаметными до тех пор, пока не начнут поглощать вещество, находящееся в близлежащем пространстве. На территории Млечного Пути обнаружено в районе десяти черных дыр, за которыми регулярно ведется наблюдение. Однако внутри галактики могут существовать миллионы подобных небесных тел, причем среди них будут встречаться как небольшие, так и сверхмассивные. Интересный факт: в Млечном Пути находится примерно 400 млн звезд, которые обладают достаточной массой, чтобы превратиться в черную дыру.
В 2005-ом году была обнаружена неоднородная область, которая постепенно перемещается вокруг центра галактики. Полученные данные указывают на то, что в этом участке Млечного Пути может находиться до 20-ти тысяч черных дыр. Его масса равна 100 тыс. Он также может являться черной дырой. Объект отдален от Солнечной системы на 12 млрд световых лет.
Вес небесного тела составляет 40 млрд солнечных масс, а диаметр примерно 0,026 световых лет. Возраст FSRQ блазар равен примерно 12 млрд лет. Это означает, что она появилась всего лишь спустя полтора миллиарда лет с момента появления Вселенной. Изучив небесное тело, ученые пришли к выводу, что его ресурсов хватит для того, чтобы просуществовать до эпохи черных дыр и стать одним из последних объектов в космосе. Под данной эпохой подразумевается один из сценариев развития будущего Вселенной, когда практически все звезды галактик погаснут, и большинство из них превратится в черные дыры.
Зачем изучают черные дыры, и сколько их открыто? Первое фото черной дыры, сделанное в 2019-ом году. На нем изображена сверхмассивная черная дыра галактики M87. Ученые занимаются изучением черных дыр, поскольку множество свойств Вселенной связано с этими объектами. Они служат центрами галактик и способствуют их вращению.
Столкновение черных дыр образует гравитационные волны. Отдельный интерес представляет пространство внутри, которое не подчиняется законам физики. Изучение черных дыр позволяет лучше понять принципы устройства космоса. На данный момент астрономами обнаружено и изучено в районе десяти дыр. Также ведется наблюдение за большим количеством объектов, которые обладают похожими свойствами.
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.