«Фотография черной дыры» представляет собой светящееся кольцо вокруг горизонта событий черной дыры, и для того чтобы его увидеть, нужно иметь экстремальное угловое разрешение. серия мемов с первой в истории фотографией черной дыры.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
"Моделью" стала сверхмассивная черная дыра из Мессье 87 — сверхгигантской эллиптической галактики, крупнейшей в созвездии Девы. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. серия мемов с первой в истории фотографией черной дыры. «Фотография черной дыры» представляет собой светящееся кольцо вокруг горизонта событий черной дыры, и для того чтобы его увидеть, нужно иметь экстремальное угловое разрешение. Сила притяжения черной дыры настолько велика, что даже свет не способен ее преодолеть.
В чем сенсационность первой фотографии черных дыр
Контраст не менялся и соответствует предсказанием для тени (черной дыры), несимметричная картинка говорит о вращении вещества. Сверхмассивная чёрная дыра с аккреционным диском и струёй плазмы («Наука и жизнь» №5, 2019). Астрономы Европейской южной обсерватории (ESO) объявили, им удалось получить первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A*. 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.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
Теперь же изображение доказывает, что сверхмассивное тело в центре Млечного Пути — действительно чёрная дыра. Учёные отмечают, что хоть мы и не можем видеть саму чёрную дыру, светящийся газ вокруг неё обрамляет центральную тёмную область, называемую тенью. На опубликованном изображении представлен свет, искривлённый мощной гравитацией чёрной дыры, которая в 4 млн раз массивнее Солнца.
Теперь же с помощью машинного обучения мы убедились, что уместнее называть эту чёрную дыру «тощим пончиком» из-за её очертаний. Эта фотография не только красивая, но ещё и очень информативная, поскольку она выявила центральную область, которая оказалась темнее, чем мы думали изначально. 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. Самым загадочным явлением сейчас выступают интенсивные струи энергии, которые извергает М87.
Эти яркие струи простираются на 5000 световых лет от её ядра. Сверху показаны свежие данные, а снизу — то, какой мы увидели чёрную дыру впервые четыре года назад.
Это позволяет предположить, что сильные магнитные поля могут быть общими для всех черных дыр. 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.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Фото: Katie Bouman Полученную радиотелескопами информацию можно интерпретировать по-разному и сгенерировать таким образом целый «зоопарк» изображений. Однако не следует думать, что исследователи просто притянули результат к своим представлениям о том, как должна выглядеть черная дыра. Существуют строгие ограничения, продиктованные тем, что астрономам известно о космосе. Ученые знают, на что должны быть похожи астрономические объекты и на что они не похожи.
Это позволяет отсеять огромное количество вариантов, изображающих то, что не может находиться в центре галактик. Допустим, мы запускаем симуляцию, в которой генерируется черная дыра в соответствии с предсказаниями теории относительности Эйнштейна, после чего экзотический объект помещается в центр Млечного Пути. В результате моделируются данные, которые в этом случае должен получить Event Horizon Telescope.
Если бы черная дыра на самом деле выглядела иначе или ее вообще не было , данные телескопов были бы совершенно другими и алгоритм Боуман мог бы получить совершенно другие изображения. Алгоритм, в свою очередь, подобен сборщику пазла. Он анализирует скудные данные, полученные телескопами, и выстраивает на их основе общую картинку, используя фрагменты тысяч введенных в него изображений космических и даже земных объектов.
Если из различных наборов изображений получается именно изображение черной дыры которую мы симулировали , то ученые могут быть уверены, что алгоритм работает правильно. То есть в какой-то степени реконструированная фотография черной дыры является коллажем из фрагментов различных снимков, даже повседневных. Если бы алгоритм был плохим, результат сильно бы зависел от набора введенных изображений, и вместо черной дыры исследователи получили бы, например, фотографию со свадебной церемонии.
Кадр: фильм «Интерстеллар» Все сошлось Полученное изображение сверхмассивной черной дыры в галактике М87 соответствует предсказаниям теории относительности Эйнштейна, позволяющей определить массу и диаметр этого экзотического объекта.
Таким образом, это первая черная дыра, однозначно связанная с разрушенным звездным скоплением. Препринт работы доступен на сайте arXiv. 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.
Не так давно американские ученые доказали, что данные объекты обладают гораздо большим весом, чем считалось ранее. Например, по предварительным оценкам, масса черной дыры, расположенной в центре галактики М87, равнялась трем миллиардам солнечных. Но более детальные исследования показали, что этот параметр значительно выше. Для того, чтобы черная дыра способствовала вращению звезд в галактике, она должна весить 6,5 млрд солнечных масс. Интересный факт: в большинстве случаев сверхмассивная черная дыра располагается в центре галактики и выполняет роль ядра. Сверхмассивные черные дыры могут появляться как из звезд, так и из газовых облаков. При этом они поглощают большое количество материала из пространства, продолжая наращивать вес и габариты.
Первичные черные дыры Один из вариантов изображения первичной черной дыры Существование первичных черных дыр во Вселенной пока не доказано. Считается, что если на ранних этапах формирования космоса в гравитационных полях возникали колебания и появлялись сильные отклонения в их однородности, это могло способствовать образованию подобных объектов. Если первичные черные дыры существуют, то они обладают небольшой массой, которая может быть даже меньше, чем у Солнца. Однако на данный момент человечество не способно преодолеть данный порог, поэтому этот тип объектов имеет лишь теоретическое существование. Считается, что получить квантовую черную дыру можно в результате столкновения протонов. И если во время процесса выделится много энергии, его результатом станет появление простейшей частицы — максимона. Ее и можно будет считать квантовой черной дырой.
Сколько черных дыр в нашей галактике? Галактика Млечный Путь Обнаружение черных дыр — довольно сложный процесс, требующий долгого наблюдения за космосом и сбора множества данных. 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.
Масса Мессье 87 превышает массу Солнца в шесть с половиной миллиардов раз. Ученые объединили мощности восьми длинноволновых радиотелескопов в разных точках планеты в один большой радиотелескоп-интерферометр, поскольку сеть радиотелескопов лучше всего подходит для подобных наблюдений. Радиотелескопы находятся, в частности, во Франции, Чили, на острове Гавайи, Южном полюсе. Телескоп горизонта событий получил свое название в честь границы пространства-времени, которое окружает черную дыру и является так называемой точкой невозврата.
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Однако, когда черная дыра погружена в яркий диск светящегося газа, в месте её расположения должна быть видна темная область, напоминающая тень. Она образуется вследствие гравитационного искривления света и его захвата горизонтом событий. Это явление, предсказываемое общей теорией относительности Эйнштейна, никогда раньше не наблюдалось. Область тени — максимально возможное приближение к изображению самой черной дыры, полностью темного объекта, который не выпускает из себя свет. Тень должна быть окружена световым кольцом, возникающим из-за того, что черная дыра работает подобно линзе. Настоящая граница черной дыры — «горизонт событий» примерно в 2,5 раза меньше тени, которую он отбрасывает. Используя систему из восьми наземных радиотелескопов, получившую название Телескоп горизонта событий, и новые алгоритмы обработки сигнала, астрономам удалось впервые в истории получить изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре галактики М 87. 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.
Масса чёрной дыры влияет на размеры галактики!? Однако пока мы не знаем, как образовались эти черные дыры в центрах галактик их также называют сверхмассивными черными дырами. Некоторые исследователи предполагают, что они образовались как "обычные" черные дыры и каким-то образом накапливали все большую и большую массу; другие считают, что они могли образоваться только в особых условиях на ранних стадиях развития Вселенной; еще одна альтернативная теория утверждает, что "семена" этих черных дыр происходят из плотных звездных скоплений, которые разрушаются под действием гравитации. Возможно, изучение черной дыры в Henize 2-10 может дать ключ к разгадке этих теорий. В течение длительного времени черная дыра в этой галактике оставалась относительно небольшой и не накопила много вещества. Это позволяет предположить, что она относительно не изменилась с момента своего образования, по сути, открывая окно в ранние периоды существования Вселенной. Карликовые галактики могут хранить некоторую информацию о сценарии зарождения черных дыр, которая считалась потерянной во времени и пространстве ", - подводит итог Рейнес.
Ее рабочей группе в рамках Event Horizon Telescope Collaboration, которая представила потрясающее изображение в четверг, было поручено собрать его воедино из массы данных, собранных телескопами по всему миру. Почему этот снимок важнее? Снимок М87 был таким захватывающим, потому что он был первым. Это была первая возможность увидеть черную дыру. Поэтому, хотя это второе изображение черной дыры, на самом деле оно более захватывающее. Ведь его «можно использовать, чтобы провести больше тестов нашего понимания гравитации», — подчеркивает ученая. Так, ученый проекта EHT Джеффри Бауэр из Института астрономии и астрофизики Академии Синика заявил, что ученые «были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна».
Фотография опубликована в Twitter Еврокомиссии. 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.
Фотография черной дыры
В 2019 году та же команда ученых опубликовала первое в истории фото черной дыры — M87 в галактике Мессье 87. Фотографии черной дыры специалисты сделали с помощью «Телескопа горизонта событий». Погрузитесь в мир черных дыр с помощью фотографий, сделанных космическим телескопом Хаббл. Фотография стала прямым визуальным доказательством черной дыры Стрелец А* в центре нашей галактики. Международная команда учёных представила первый в истории снимок чёрной дыры, а точнее того, что её окружает.
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
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. 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. Чёрные дыры теперь не просто позируют на фотографиях, они участвуют в фотосессиях.