Черная дыра в космосе фото со спутника: Черные дыры в космосе их фотографии |

Содержание

Астрофизики нашли способ безопасно проникнуть в черную дыру. Разгадка тайны стала ближе? – Москва 24, 19.02.2021

19 февраля 2021, 00:22

Наука

Несмотря на то, что о существовании черных дыр известно едва ли не каждому жителю Земли, ученые до сих пор очень мало знают об этих объектах. Существуют тонны научных публикаций, терабайты исследований и даже одна-единственная фотография, полученная ценой невероятных технических ухищрений, но вопросов о черных дырах все равно намного больше, чем ответов. Недавно американские астрофизики назвали условия, при которых человек сможет безопасно попасть в черную дыру. Подробнее – в материале нашего научного обозревателя Николая Гринько.

Фото: jpl.nasa.gov

Неизвестного так много, что ученые даже не называют их «объектами»: согласно общепринятой формулировке, черная дыра – это область пространства, в которой настолько велико гравитационное притяжение, что никакой объект или излучение не могут ее покинуть. Виновата в этом чудовищная масса, образовавшаяся после коллапса какой-нибудь звезды. Понятно, что сила гравитации не распространяется бесконечно: на некотором расстоянии от черной дыры она ослабевает настолько, что свет и вещество уже могут вырваться из ее цепких объятий. Эта условная граница называется горизонтом событий.

Понять, что происходит внутри черной дыры, невероятно сложно, поскольку ни заглянуть в нее, ни получить оттуда хоть какую-нибудь информацию невозможно. Даже увидеть ее нельзя! На той самой единственной фотографии видно лишь аккреционный диск: гигантское облако из раскаленного газа, вращающегося вокруг черной дыры.

Практически все, что мы знаем об этих объектах – результат теоретических вычислений. Но совсем недавно группа астрофизиков из американского Гриннелл-колледжа нашла способ, которым человек может проникнуть внутрь черной дыры. Точнее, это набор условий, при которых наблюдатель может относительно безопасно пересечь горизонт событий.

Условие номер один: черная дыра должна быть изолированной, то есть вокруг нее не должно быть аккреционного диска, температура которого настолько высока, что на сегодняшний день мы просто не знаем вещества, способного выдержать такой нагрев. Условие номер два: черная дыра должна быть сверхмассивной.

Фото: jpl.nasa.gov

Ученые утверждают, что во Вселенной есть множество типов черных дыр самых разных размеров. От крохотных (буквально в прошлом году исследователи предположили, что прямо в нашей Солнечной системе блуждает такой объект размером примерно с апельсин) до гигантских (считается, что одна такая расположена в центре нашей Галактики, ее масса в три миллиона раз больше массы Солнца). Для безопасного проникновения подходит только один очень (и очень редкий) тип – изолированная сверхмассивная черная дыра с массой в миллиарды раз больше Солнца.

Если дыра будет небольшой, массой в одно Солнце, то радиус ее горизонта событий составит всего 3 километра. Градиент гравитации здесь огромен: если представить, что человек решится нырнуть сквозь горизонт «солдатиком», то на его ноги гравитация будет действовать примерно в триллион раз сильнее, чем на макушку. Последствия буду весьма печальными: путешественника мгновенно растянет в тонкую и очень длинную «макаронину», что, как мы понимаем, мало совместимо с жизнью.

А вот если черная дыра будет тяжелее Солнца хотя бы в 4 миллиона раз, то радиус ее горизонта событий составит почти 12 миллионов километров, и гравитационная разница будет настолько небольшой, что человек (разумеется, в каком-нибудь особо прочном космическом корабле) сможет беспрепятственно проникнуть внутрь.

Остались сущие пустяки: найти способ путешествовать на сверхгигантские расстояния, найти изолированную сверхмассивную черную дыру, построить звездолет, способный долететь до нее, собрать экипаж и отправить миссию сквозь горизонт событий. Правда, здесь есть одно «но»: смысла в такой экспедиции будет очень мало, поскольку ни выбраться из черной дыры, ни даже передать оттуда хоть-какую-нибудь информацию совершенно невозможно. Так что работа астрофизиков представляет собой всего лишь теоретические выкладки и в обозримом будущем вряд ли будет применима на практике. Хотя…

Гринько Николай

наука

Что будет, если попасть в чёрную дыру

12 апреля

Жизнь

Если космонавт приблизится к чёрной дыре, перспективы у него не очень радужные.

Если отвечать коротко, то он умрёт. Более развёрнуто — точно неизвестно, что произойдёт. Наука может только строить догадки. Но ничего особо приятного не будет, уж поверьте.

На почтительном расстоянии чёрная дыра ведёт себя как звезда схожей массы — вокруг неё можно выйти на стабильную орбиту и вращаться там годами. По предположениям учёных, там даже обитаемые планеты могут существовать. Но чем ближе к дыре, тем больше будет проблем.

Человека убьёт радиация

Чёрная дыра с аккреционным диском и «короной» — потоком энергетических рентгеновских частиц. Художественный концепт. Изображение: NASA/JPL‑Caltech

Если вы полагаете, что чёрная дыра навредит человеку, только когда тот пересечёт горизонт событий (граница вокруг дыры, из‑за которой не может вернуться даже свет), то ошибаетесь. Трудности начнутся куда раньше, причём в буквальном смысле убийственные.

Чёрные дыры редко бывают одиноки. Как правило, они окружены огромной кучей материи — газа, который остался после того, как дыра закусила какой‑нибудь звездой. Газ летает по орбите с огромной скоростью, поэтому имеет чудовищную кинетическую энергию и разогревается до гигантских температур.

Эта быстро вращающаяся и испепеляюще горячая штука вокруг чёрной дыры называется аккреционным диском.

Зрители фильма «Интерстеллар» знают, как должен выглядеть аккреционный диск. Сама чёрная дыра невидима, поскольку поглощает любой свет, который на неё падает, а вот водоворот вещества вокруг неё можно разглядеть. Именно аккреционный диск — та светящаяся оранжевая штука, которую засняли телескопы проекта Event Horizon Telescope в апреле 2019 года.

Первый снимок чёрной дыры. Изображение: The Event Horizon Telescope Collaboration

Аккреционные диски чёрных дыр испускают мощное электромагнитное излучение. Энергия рентгеновских и гамма‑лучей в миллион миллионов раз превышает энергию видимого света.

Кроме того, теоретически сама чёрная дыра тоже может фонить излучением Хокинга. Правда, насчёт этого астрофизики ещё не уверены и мощность радиации пренебрежительно мала.

Все эти потоки заряженных частиц, которые чёрная дыра разбрасывает на сотни световых лет вокруг себя, вряд ли добавят здоровья. Небесное тело прикончит человека ещё на подлёте обычной радиацией, не прибегая к нарушениям топологии пространства и искривлениям времени.

Его сожжёт вещество аккреционного диска

Движение материи в аккреционном диске чёрной дыры. Визуализация NASA. Изображение: NASA’s Goddard Space Flight Center / Jeremy Schnittman

Предположим, что космонавт заблаговременно позаботился о радиационной безопасности — например, надел пальто со свинцовой подкладкой толщиной в метр поверх скафандра. И, полный решимости узнать, что находится в таинственных недрах чёрной дыры, продолжает свободное падение к ней.

Но исследователя поджидает очередное препятствие, а именно: уже знакомый нам аккреционный диск. Он состоит из очень горячего газа.

Диск нагревается, когда частицы газа соударяются друг с другом, нарезая круги с бешеной скоростью вокруг чёрной дыры. Кинетическая энергия переходит в тепловую, и неплохо так переходит — вещество вблизи средней чёрной дыры может разогреваться до миллионов или даже триллионов кельвинов. Это чуть выше, чем, к примеру, температура нашего Солнца — 5 778 К на поверхности, 15 млн К в ядре.

Наверное, не стоит напоминать, что пролетать сквозь потоки раскалённой плазмы небезопасно. Если человека убьёт не радиация, то высокая температура.

Вообще, аккреционные диски сверхмассивных чёрных дыр в центрах галактик — одни из наиболее ярких объектов в космосе. Они называются «квазары». Самый горячий из них, J043947.08+163415.7, жарит как 600 триллионов нормальных жёлтых карликов вроде Солнца, если бы те сговорились и выступили разом.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики Messier 87 посылает лучи плазмы и разрушения в окружающий космос. Изображение: NASA / The Hubble Heritage Team (STScI / AURA)

Периодически, кстати, чёрные дыры посылают во Вселенную релятивистские струи, или джеты, — потоки плазмы на околосветовой скорости, обычно парные, направленные с полюсов в противоположные стороны.

Астрофизики пока ещё спорят, почему такое происходит, но похоже, магнитные поля вокруг дыры вытворяют что‑то интересное с газом в аккреционном диске. Джет может извергаться от 10 до 100 миллионов лет непрерывно.

Так что, падая на чёрную дыру, человеку надо избегать её полюсов, чтобы не попасть ещё и под релятивистские струи.

Его спагеттифицирует

Голодающая чёрная дыра в центре галактики Markarian 1018. Изображение: NASA / ESA / CARS Survey

Ввиду вышесказанного, наверное, лучше будет совершить путешествие в чёрную дыру без аккреционного диска. Такие тоже бывают — если по соседству нет звёзд, из которых можно выкачивать газ. То есть дыра их все уже благополучно поглотила.

К примеру, чёрная дыра в центре галактики Markarian 1018 засосала всё вещество вокруг себя и осталась без газа поблизости. Такие дыры астрофизики называют голодающими. Бедняжки.

Или сверхмассивная дыра Стрелец A в центре нашего Млечного Пути — она имеет крайне маленький, слабозаметный диск. Поэтому за ней так тяжело вести наблюдения.

В общем, вполне можно приблизиться к горизонту событий чёрной дыры, не сталкиваясь с потоками горячей плазмы.

Проблемы, которые возникнут у космонавта дальше, будут зависеть от размеров чёрной дыры.

Если человек будет падать на объект, имеющий массу, скажем, примерно как одна солнечная (в 332 946 раз превышающая массу Земли), то произойдёт вот что.

По мере приближения к этому интересному небесному телу будет возрастать и сила тяготения, с которой оно на человека воздействует. На определённом расстоянии от дыры получится так, что тяготение, оказываемое на ноги, будет многократно больше, чем тяготение, действующее на голову. Эта разница называется «приливная сила».

Результаты влияния этой силы описывает физик Нил Деграсс Тайсон в книге «Смерть в чёрной дыре и другие мелкие космические неприятности».

Сверхмассивная чёрная дыра спагеттифицирует солнцеподобную звезду. Художественный концепт. Изображение: ESO / ESA / Hubble / M. Kornmesser

Сначала приливные силы чёрной дыры порвут космонавта пополам аккурат посередине туловища (если он, конечно, падает в дыру «солдатиком», а не боком). Потом ноги и туловище порвёт ещё пополам. Затем ещё раз. И так в геометрической прогрессии, пока на элементарные частицы не распадутся даже атомы, из которых жертва сделана. Затем весь этот поток частиц окажется за горизонтом событий.

Земля тоже создаёт приливную силу, действующую на ваше тело, но недостаточную, чтобы порвать вас, так что не переживайте.

Вот и всё. Явление в шутку называется «спагеттификация». Обычно приливные силы чёрных дыр спагеттифицируют звёзды, но и с людьми справятся.

Правда, есть один нюанс.

Произойдёт что‑нибудь ужасное, но мы не узнаем, что именно

Рентгеновская вспышка чёрной дыры Стрелец A в центре Млечного Пути. Изображение: NASA / CXC / Stanford / I. Zhuravleva

Приливные силы, как объясняет Нил Тайсон, возрастают тем больше, чем больше размер объекта по сравнению с расстоянием до центра дыры. Это значит, что некрупная чёрная дыра разорвёт космонавта на куски и расщепит на атомы ещё на подлёте.

А вот если чёрная дыра достаточно массивная и с огромным радиусом, её приливные силы начнут растягивать путешественника уже после того, как он пересечёт горизонт событий.

При этом, наверное, человек может даже выжить, говорит физик Лео Родригес, ведь горизонт событий — это не физический барьер, а просто граница гравитационного воздействия чёрной дыры, на которой вырваться из неё не способен даже свет.

Перед самым падением за горизонт путешественник, возможно, успеет увидеть, как весь свет окружающих звёзд исказится, а далее сожмётся в точку позади, которая станет сначала красной, потом белой, затем синей. Всё из‑за воздействия гравитации дыры на длины пролетающих мимо световых волн (это называется «синее смещение»).

Визуализация падения в чёрную дыру. Точно изображает искажения неба вокруг, но не учитывает «посинения» картинки из‑за синего смещения. Видео: SkitlerRemix/Youtube

Но никто не может рассказать точно, что случится за горизонтом. Проблема в том, что там ещё и привычные нам законы физики не работают. Поэтому учёные могут только предполагать, что происходит с веществом в чёрной дыре.

Скорее всего, как считает Нил Тайсон, человека благополучно спагеттифицирует, просто не перед горизонтом событий, а за ним. Затем то, что осталось от путешественника, свалится в сингулярность — область пространства с бесконечной плотностью в центре дыры. Вот.

Так что книжных полок и посланий морзянкой из прошлого, отправленных своей дочери, как в «Интерстелларе», не будет.

Как ученые сделали первое изображение черной дыры — обучающие моменты

Узнайте, как ученые создали виртуальный телескоп размером с Землю, чтобы получить первое изображение силуэта черной дыры.

Достигнув того, что раньше считалось невозможным, группа международных астрономов сделала снимок силуэта черной дыры.

Доказательства существования черных дыр — таинственных мест в космосе, откуда ничто, даже свет, не может ускользнуть — существуют уже довольно давно, и астрономы уже давно наблюдали влияние этих явлений на окружающую среду. В народном воображении считалось, что запечатлеть изображение черной дыры невозможно, потому что изображение чего-то, от чего не может исходить свет, будет казаться полностью черным. Перед учеными стояла задача, как с расстояния в тысячи или даже миллионы световых лет сделать снимок горячего светящегося газа, падающего в черную дыру.

Амбициозная команда международных астрономов и ученых-компьютерщиков добилась и того, и другого. Работая более десяти лет, чтобы достичь этой цели, команда улучшила существующую радиоастрономическую технику для получения изображений с высоким разрешением и использовала ее для обнаружения силуэта черной дыры, очерченного светящимся газом, окружающим ее горизонт событий, пропасть. за пределы которого свет не может выйти. Изучение этих таинственных структур может помочь учащимся понять гравитацию и динамическую природу нашей Вселенной, оттачивая при этом свои математические навыки.

Заметки о занятиях

Как они это сделали
Почему это важно
Научите этому

Как они это сделали

образ предмета, столь далекого, все еще ускользал от них. Команда, сформированная для решения этой задачи, создала сеть телескопов, известную как Телескоп Горизонта Событий или EHT. Они намеревались получить изображение черной дыры, улучшив технику, позволяющую получать изображения удаленных объектов, известную как интерферометрия со сверхдлинной базой или VLBI.

Телескопы всех типов используются для наблюдения за удаленными объектами. Чем больше диаметр или апертура телескопа, тем больше его способность собирать больше света и тем выше его разрешение (или способность отображать мелкие детали). Чтобы увидеть детали в объектах, которые находятся далеко и кажутся маленькими и тусклыми с Земли, нам нужно собрать как можно больше света с очень высоким разрешением, поэтому нам нужно использовать телескоп с большой апертурой.

Вот почему метод РСДБ был необходим для получения изображения черной дыры. VLBI работает, создавая массив небольших телескопов, которые можно синхронизировать, чтобы одновременно сфокусироваться на одном и том же объекте и действовать как гигантский виртуальный телескоп. В некоторых случаях меньшие телескопы также представляют собой массив из нескольких телескопов. Этот метод использовался для отслеживания космических аппаратов и получения изображений удаленных космических радиоисточников, таких как квазары.

Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакама (ALMA) в Чили, составляющая часть массива телескопов EHT, имеет 66 высокоточных антенн. Изображение предоставлено: NRAO/AUI/NSF | + Увеличить изображение

Апертура гигантского виртуального телескопа, такого как Телескоп горизонта событий, равна расстоянию между двумя самыми удаленными станциями телескопа — для EHT эти две станции находятся на Южном полюсе и в Испании, создавая апертура, которая почти такая же, как диаметр Земли. Каждый телескоп в массиве фокусируется на цели, в данном случае на черной дыре, и собирает данные о своем местоположении на Земле, обеспечивая часть полного обзора EHT. Чем больше широко разнесенных телескопов в массиве, тем лучше разрешение изображения.

На этом видео показана глобальная сеть радиотелескопов в массиве EHT, которые проводили наблюдения черной дыры в галактике M87. Авторы и права: К. Фромм и Л. Реззолла (Университет Гете во Франкфурте)/Black Hole Cam/EHT Collaboration | Смотреть на YouTube

Чтобы протестировать VLBI для визуализации черной дыры и ряд компьютерных алгоритмов для сортировки и синхронизации данных, команда Event Horizon Telescope выбрала две цели, каждая из которых предлагает уникальные задачи.

Ближайшая к Земле сверхмассивная черная дыра, Стрелец A*, заинтересовала команду, потому что она находится на заднем дворе нашей галактики — в центре нашей галактики Млечный Путь, в 26 000 световых лет (156 квадриллионов миль) от нас. (Звездочка — это астрономический стандарт для обозначения черной дыры.) Хотя это не единственная черная дыра в нашей галактике, она кажется самой большой с Земли. Но его расположение в той же галактике, что и Земля, означало, что команде придется просматривать «загрязнение», вызванное звездами и пылью, чтобы сфотографировать его, а это означает, что при обработке изображения нужно будет отфильтровать больше данных. Тем не менее из-за локального интереса к черной дыре и относительно большого размера команда EHT выбрала Стрелец A* в качестве одной из двух своих целей.

Крупный план ядра галактики M87, полученный рентгеновской обсерваторией Чандра. Изображение предоставлено: НАСА/CXC/Университет Вилланова/Дж. Нильсен | + Увеличить изображение

На этом изображении, полученном космическим телескопом Хаббл НАСА, показана струя субатомных частиц, вылетающая из центра M87*. Изображение предоставлено: НАСА и группа наследия Хаббла (STScI/AURA) | + Expand image

Второй целью была сверхмассивная черная дыра M87*. 30 кг. Помимо своих размеров, М87* заинтересовала ученых тем, что, в отличие от Стрельца А*, является активной черной дырой, в которую падает вещество и извергается наружу в виде струй частиц, разгоняемых до скоростей, близких к скорости света. Но его удаленность делала его еще более сложной задачей для захвата, чем относительно локальный Стрелец А*. Как описала Кэти Боуман, специалист по информатике из EHT, руководившая разработкой одного из алгоритмов, используемых для сортировки данных телескопа во время обработки исторического изображения, это сродни захвату изображения апельсина на поверхности Луны.

К 2017 году EHT представлял собой совместную работу восьми сайтов по всему миру, и с тех пор их число увеличилось. Прежде чем команда смогла начать сбор данных, им нужно было найти время, когда погода, вероятно, будет способствовать просмотру в телескоп в любом месте. В апреле 2017 года для M87* команда искала хорошую погоду, и из 10 дней, выбранных для наблюдения, целых четыре дня были ясными на всех восьми участках!

Каждый телескоп, используемый для EHT, должен был быть точно синхронизирован с другими с точностью до доли миллиметра с использованием атомных часов, синхронизированных со стандартом времени GPS. Такая степень точности позволяет EHT разрешать объекты примерно в 4000 раз лучше, чем космический телескоп Хаббла. По мере того как каждый телескоп получал данные от целевой черной дыры, оцифрованные данные и отметка времени записывались на компьютерный диск. Сбор данных в течение четырех дней по всему миру дал команде значительный объем данных для обработки. Затем записанные носители были физически перемещены в центральное место, потому что объем данных, около 5 петабайт, превышает то, что может выдержать текущая скорость интернета. В этом центральном месте данные со всех восьми мест были синхронизированы с использованием меток времени и объединены для создания составного набора изображений, раскрывающих невиданный ранее силуэт горизонта событий M87*. Команда также работает над созданием изображения Стрельца A* на основе дополнительных наблюдений, сделанных EHT.

Это увеличенное видео начинается с обзора массива телескопов ALMA в Чили и приближается к сердцу M87, демонстрируя последовательно более подробные наблюдения и завершаясь первым прямым визуальным свидетельством силуэта сверхмассивной черной дыры. Кредит: ЕСО/Л. Calçada, Оцифрованный обзор неба 2, ESA/Hubble, RadioAstron, De Gasperin et al., Kim et al., EHT Collaboration. Музыка: Никлас Фальке | Смотреть на YouTube

По мере добавления новых телескопов и учета вращения Земли разрешается большая часть изображения, и мы можем ожидать, что будущие изображения будут иметь более высокое разрешение. Но у нас может никогда не быть полной картины, как объясняет здесь Кэти Боуман (в разделе «Изображение черной дыры»).

Чтобы дополнить результаты EHT, несколько космических аппаратов НАСА участвовали в больших усилиях по наблюдению за черной дырой с использованием различных длин волн света. В рамках этих усилий космические телескопы NASA Chandra X-ray Observatory, NuSTAR и Neil Gehrels Swift Observatory – все они предназначены для обнаружения различных разновидностей рентгеновского света – обратили свой взор на черную дыру M87 вокруг нее. в то же время, что и EHT в апреле 2017 года. Космический гамма-телескоп NASA Fermi также наблюдал за изменениями в гамма-излучении от M87 * во время наблюдений EHT. Если EHT заметит изменения в структуре окружения черной дыры, данные этих миссий и других телескопов можно будет использовать, чтобы выяснить, что происходит.

Хотя наблюдения НАСА не позволили напрямую проследить историческое изображение, астрономы использовали данные со спутников Chandra и NuSTAR для измерения рентгеновской яркости джета M87*. Ученые использовали эту информацию, чтобы сравнить свои модели струи и диска вокруг черной дыры с наблюдениями EHT. Другие идеи могут прийти, поскольку исследователи продолжают изучать эти данные.

Почему это важно

Изучение таинственных структур во Вселенной дает нам представление о физике и позволяет нам проверять методы наблюдения и теории, такие как общая теория относительности Эйнштейна. Массивные объекты деформируют пространство-время вокруг себя, и хотя общая теория относительности была непосредственно доказана для объектов с меньшей массой, таких как Земля и Солнце, теория еще не была напрямую доказана для черных дыр и других областей, содержащих плотную материю. .

Одним из основных результатов проекта EHT по созданию изображений черных дыр стал более прямой расчет массы черной дыры, чем когда-либо прежде. Используя EHT, ученые смогли напрямую наблюдать и измерить радиус горизонта событий M87* или его радиус Шварцшильда, а также вычислить массу черной дыры. Эта оценка была близка к оценке, полученной с помощью метода, использующего движение звезд на орбите, что подтверждает ее как метод оценки массы.

Размер и форма черной дыры, зависящие от ее массы и вращения, можно предсказать из уравнений общей теории относительности. Общая теория относительности предсказывает, что этот силуэт будет примерно круглым, но другие теории гравитации предсказывают несколько иную форму. На изображении M87* виден круглый силуэт, что подтверждает общую теорию относительности Эйнштейна вблизи черных дыр.

Впечатление этого художника изображает быстро вращающуюся сверхмассивную черную дыру, окруженную аккреционным диском. Изображение предоставлено: ESO | + Expand image

Эти данные также дают некоторое представление о формировании и поведении структур черных дыр, таких как аккреционный диск, подающий вещество в черную дыру, и струи плазмы, исходящие из ее центра. Ученые выдвинули гипотезу о том, как формируется аккреционный диск, но до сих пор им никогда не удавалось проверить свои теории прямым наблюдением. Ученым также любопытен механизм, с помощью которого некоторые сверхмассивные черные дыры испускают огромные струи частиц, движущихся со скоростью, близкой к скорости света.

Ответы на эти и другие вопросы будут получены по мере того, как EHT будет получать больше данных и синтезировать их с помощью компьютерных алгоритмов. Обязательно следите за обновлениями этого и следующего ожидаемого изображения черной дыры — собственного Стрельца A* нашего Млечного Пути.

Обновление: 12 мая 2022 г. Ученые опубликовали первое изображение Стрельца A*, полученное телескопом Event Horizon. › Узнайте больше из Teachable Moments

Teach It

Поддержите энтузиазм учащихся в отношении черных дыр, попросив их решить эти 9 задач.0080 Математические задачи, соответствующие стандартам .

Моделирование взаимодействия черной дыры с помощью этого урока, ориентированного на NGSS:

Узнать больше

Новости JPL: изображение черной дыры делает историю
Графика: анатомия черной дыры

Space Place NASA

Что такое черная дыра?
Игра: Спасение черной дыры!

ТЕГИ: Черная дыра, Обучаемые моменты, Наука, Образование K-12, Учителя, Педагоги, Вселенная

ОБ АВТОРЕ
Ота Лутц, руководитель образовательной группы K-12, отдел образования НАСА-Лаборатории реактивного движения
Ота Лутц — менеджер образовательной группы К-12 в Лаборатории реактивного движения НАСА. Когда она не пишет новые уроки или не преподает, она, вероятно, готовит что-то вкусное, работает волонтером в обществе или мечтает о том, куда она отправится дальше.

Фотографии черных дыр могут стать еще четче с космическими телескопами

В космосе Event Horizon Imager (в настоящее время находится на стадии разработки) может иметь разрешение, более чем в пять раз превышающее разрешение земного телескопа Event Horizon, который впервые сделал снимок черной дыры. Слева: Модель сверхмассивной черной дыры Стрелец A* на частоте наблюдения 230 ГГц. Справа: симуляция того, какой тип изображения Стрельца A* может создать EHT.
(Изображение предоставлено: Ф. Рулофс и М. Москибродска, Университет Радбауд)

первое в истории фото черной дыры поразил людей по всему миру. Теперь астрономы стремятся сделать еще более четкие снимки этих загадочных структур, отправив в космос радиотелескопы.

Историческая фотография стала достоянием общественности 10 апреля, когда всемирное исследовательское объединение, известное как Event Horizon Telescope (EHT) , представило туманную, но тем не менее невероятную фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Мессье 87.

Астрономы из Университета Радбауд в Нидерландах недавно поделились своими планами по работе с Европейским космическим агентством (ЕКА) и другими организациями, чтобы лучше изучить черные дыры, разместив два-три спутника на круговой орбите вокруг Земли. Эта концепция называется Event Horizon Imager (EHI).

Связанный: Будущее фотографии черных дыр: что дальше для телескопа горизонта событий

Разрешение радиоизображения ограничено размером телескопа, принимающего сигнал, поэтому используется EHT сеть параболических телескопов по всему миру, чтобы превратить Землю в виртуальный телескоп размером с планету. Увеличивая расстояния между радионаблюдениями, астрономы могли бы когда-нибудь представить публике более четкое и детальное изображение черной дыры, считают исследователи 9.0121 говорится в заявлении Университета Радбауд.

«Существует множество преимуществ использования спутников вместо постоянных радиотелескопов на Земле, как, например, в случае с Event Horizon Telescope (EHT)», — сказал Фрик Рулофс, исследователь из Университета Радбауд и ведущий автор статьи, описывающей этот потенциальный проект. в заявлении.

Телескоп горизонта событий, массив из восьми наземных радиотелескопов планетарного масштаба, созданный в результате международного сотрудничества, сделал это изображение сверхмассивной черной дыры и ее тени в центре галактики M87. (Изображение предоставлено коллаборацией EHT)

«В космосе вы можете проводить наблюдения на более высоких радиочастотах, потому что земные частоты отфильтровываются атмосферой», — добавил Рулофс. «Расстояния между телескопами в космосе также больше. Это позволяет нам сделать большой шаг вперед. Мы сможем делать изображения с разрешением, более чем в пять раз превышающим возможности EHT».

Более четкий вид предлагает больше, чем просто эстетику. Согласно заявлению, изображения EHI могут быть использованы для проверки 9 Эйнштейна.0121 Общая теория относительности более подробно, потому что «вы можете делать почти идеальные изображения, чтобы увидеть реальные детали черных дыр», — сказал Хейно Фальке, радиоастроном из Университета Радбауда и соавтор новой работы. утверждение. «Если произойдут небольшие отклонения от теории Эйнштейна, мы сможем их увидеть».

EHI первоначально будет функционировать отдельно от EHT, но возможна гибридная система для объединения космических наблюдений с данными, полученными с земли.

Планы подробно описаны в готовящейся статье в научном журнале Astronomy & Astrophysics.

Google Doodle празднует первое изображение черной дыры, полученное телескопом Event Horizon
Что такое горизонт событий черной дыры (и что там происходит)?
Лучшие снимки космического телескопа Хаббл всех времен!

Подписывайтесь на Дорис Элин Салазар в Твиттере @salazar_elin . Следуйте за нами в Twitter @Spacedotcom и на Facebook .

Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: community@space.