Содержание
Новые снимки с телескопа горизонта событий не на шутку встревожили учёных
Как появляется чёрная дыра в космосе?
12 мая астрофизики проекта Event Horizon Telescope опубликовали первую в истории фотографию сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A из самого центра нашей Галактики. Стрелец A* удалён на 27 000 световых лет от Земли, а его вес в четыре миллиона раз больше массы Солнца. О чёрных дырах говорят без малого 240 лет, но долгое время к ним относились скептически. Когда Альберт Эйнштейн доказал, что скорость света — предельная величина, которую развивает физическое тело, открылись новые возможности, чёрные дыры стали доступны для понимания.
Учёные отмечают, что в этом случае двигаться нужно от противного: если в какой-то точке Вселенной сила гравитации превосходит скорость света, эту точку можно смело называть чёрной дырой. Она всё втягивает в себя, ничего не возвращая обратно, и поэтому она — дыра. А то, что она не забирает, от чего она отрывает куски, превращается в плазму, движущуюся со скоростью 99% от скорости света.
Фото © Dursun Aydemir / Anadolu Agency / Getty Images
Даже кванты света не могут покинуть пределы чёрной дыры из-за чудовищной гравитации, поэтому она и называется чёрной. Но есть и нестыковки. Грубо говоря, чёрная дыра — это «дырка от бублика», а сам «бублик», или «аккреционный диск» — насильно притянутая к ней материя. Диск вращается вокруг дыры со страшной скоростью, из-за чего и светится так, что только по нему и можно определить наличие чёрной дыры в космосе. Граница чёрной дыры — горизонт событий, её размер — гравитационный радиус. Эти характеристики зависят от типа чёрной дыры, а тип её зависит от происхождения. Как появляется чёрная дыра в космосе? На месте сколлапсировавшей звезды в сколлапсировавшей части галактики в момент начального расширения Вселенной в ядерных реакциях высоких энергий — на Земле это можно «провернуть» только в Большом адронном коллайдере. Есть малые чёрные дыры, массивные, сверхмассивные и ультрамассивные.
Космическое приключение: Зонд «Паркер» «нырнул в Солнце» и взбудоражил астрофизиков неожиданными данными
Что будет, если попасть в чёрную дыру в космосе?
Горизонт событий — это события, которые мы, наблюдатели, никогда не увидим.
Они спрятаны внутри чёрной дыры. Что такое оказаться внутри горизонта событий, или в чреве чёрной дыры? Вот как писал об этом Стивен Хокинг: «Падение сквозь горизонт событий можно сравнить с катанием на каноэ у Ниагарского водопада. Если вы достаточно далеко от края, вы можете отплыть от него, если грести очень быстро. Но рядом с обрывом вам уже ничто не поможет».
Снаружи все чёрные дыры типичны, а внутрь никто и никогда забраться не сможет, да если и сможет, то человек либо превратится в спагетти, либо «с точки зрения внешнего мира исчезнет навсегда». Всё зависит от её массы.
Очень странные дела: Давно покинувшие Солнечную систему «Вояджеры» внезапно вышли на связь и встревожили учёных новыми данными
Сколько чёрных дыр в космосе
В Млечном Пути пока найдено 11 чёрных дыр, и среди них недавно запечатлённая сверхмассивная чёрная дыра в центре Галактики. Но это самые крупные и самые активные. На самом деле потенциально каждая из 400 млрд звёзд, находящихся в Млечном Пути, рано или поздно превратится в чёрную дыру.
Во Вселенной триллионы и триллиарды чёрных дыр. Подсчитать их все затруднительно даже математическим способом.
Фото © Nicolas Economou / NurPhoto via Getty Images
Чёрная дыра Стрелец А*, находящаяся в самом центре Млечного Пути, была открыта в феврале 1974 года, аккурат ко Дню влюблённых. Это сверхмассивная дыра, образовавшаяся по одной из версий вследствие коллапса центральной части Галактики под собственным весом. По этой логике у каждой из двух триллионов галактик находится в центре сверхмассивная или ультрамассивная чёрная дыра.
К примеру, в центре галактики Holm 15A есть дыра, в 10 000 раз более массивная, чем Стрелец А*. Это как 40 000 000 000 солнц. Но и если бы наш Стрелец А*, вес которого — «всего» в четыре миллиона раз больше массы Солнца, находился не в Млечном Пути, а прямо в Солнечной системе, то он бы «засосал» в себя все планеты, звёзды, спутники, квазары, пульсары и так далее. Полный мрак.
Почему невозможно сфотографировать чёрную дыру?
Долго считалось, что сфотографировать чёрную дыру невозможно.
Если придираться, то снимок Стрельца А* — фото тени, а не пульсирующей дыры как таковой. Потому что слово «фотография» переводится как светопись. А какой может быть свет там, где кванты света поглощаются? Но, если отбросить формализм в сторону, это всё-таки снимок контуров дыры, и для того, чтобы его получить, команде Event Horizon Telescope в составе 300 учёных из 80 институтов пришлось объединить работу одиннадцати гигантских телескопов, расположенных на пяти континентах. В общей сложности было собрано 3,5 петабайта данных, или 3584 терабайта.
Фото © Shutterstock
Сделать это было непросто — Стрелец расположен крайне неудобно, к тому же уровень его свечения меняется каждую минуту, а то и чаще. Только создав сложные алгоритмы обработки и собрав воедино максимальное число ракурсов, а затем смонтировав данные, на что ушли годы, учёные получили искомый снимок. Эта технология была впервые отработана на сверхмассивной звезде в центре галактики М87, снимок которой был обнародован в 2019 году./s3/tark/NH/201210/17/1642296.jpg)
К слову, М87 и Стрелец А* — части одного проекта Event Horizon Telescope, запущенного в 2014 году.
Учёные верят в то, что это только начало. Интерес к чёрным дырам растёт с каждым днём, уровень техники совершенствуется, и, возможно, в недалёком будущем подобные снимки получится делать чаще, и они будут всё более и более качественными. Интересно, что несмотря на то, что дыры из галактики М87 и Стрелец А* — чёрные дыры абсолютно разного типа, они удивительно похожи.
— Это говорит о том, что общая теория относительности одинаково применима к этим объектам, а любые различия связаны лишь с особенностями окружающего их материала, — отметила астрофизик Сера Маркофф.
Исходя из этого, вскоре можно будет решить ряд проблем, связанных с чёрными дырами, остающихся пока что камнем преткновения. Одна из них — применима ли теория относительности, которая в целом хорошо справляется с объяснением законов Вселенной, за пределами горизонта событий, где есть ещё один горизонт — горизонт Коши, и там все представления о предсказуемой Вселенной сыплются, ввергая учёных в панику.
Чтобы не сойти с ума, Роджер Пенроуз ввёл «принцип космической цензуры», согласно которому, грубо говоря, «то, от чего учёные сходят с ума и паникуют, живёт только в теоретических построениях, а Вселенная существует по уже открытым законам». То есть все противоречия нужно выводить за скобки. Состоятельность той же теории относительности, как и выкладок Хокинга, доказывается здесь и сейчас — на практике.
Космический зодиак: Новые данные телескопа «Кеплер» встревожили учёных неожиданными подробностями
Фото © Shutterstock
Чем грозит открытие сверхмассивной чёрной дыры?
Гибелью человечества
Изменением климата
Ничем, она слишком далеко
Евгений Жуков
- Статьи
- нейтронныезвезды
- Вселенная
- Наука и Технологии
Комментариев: 1
Для комментирования авторизуйтесь!
Hubble впервые обнаружил блуждающую черную дыру, определив ее массу и местоположение — Газета.
Ru
Hubble впервые обнаружил блуждающую черную дыру, определив ее массу и местоположение — Газета.Ru | Новости
close
100%
Космический телескоп NASA Hubble представил первые прямые доказательства существования одинокой черной дыры, дрейфующей в межзвездном пространстве, измерив ее массу и точное местоположение. До сих пор массы черных дыр определяли косвенными методами, опираясь на их взаимодействие с компаньонами в двойных системах или со звездами в ядрах галактик, пишет портал HubbleSite.org.
Hubble проводил наблюдения спирального рукава Стрельца-Киля Млечного Пути, что позволило обнаружить черную дыру, проходящую через этот рукав на расстоянии около 5 тыс. световых лет от Земли. В момент своего образования миллионы лет назад эта черная дыра получила толчок при взрыве сверхновой за счет асимметричного выброса гравитационных волн, после чего отправилась в долгий полет через всю галактику.
«Блуждающие по нашей галактике черные дыры рождаются в результате редких чудовищных взрывов массивных звезд, составляющих менее одной тысячной всего звездного населения Млечного Пути, они по меньшей мере в 20 раз массивнее нашего Солнца, — говорится в заявлении NASA. — Эти звезды взрываются как сверхновые, а остатки их ядер под действием гравитации испытывают коллапс, сжимаются и превращаются в черные дыры. Поскольку взрыв не получается идеально симметричным, черная дыра может испытать толчок и полететь за счет отдачи через всю галактику».
Hubble не способен сфотографировать непосредственно черную дыру, так как она поглощает весь падающий на нее свет, однако мощная гравитация этих объектов искажает окружающее пространство, и свет, исходящий от фоновых звезд, искривляется и местами усиливается, когда черная дыра проходит перед ними, что и дает астрономам возможность зафиксировать ее присутствие. Этот эффект называют эффектом микролинзирования, он с успехом может использоваться для измерения массы блуждающей черной дыры.
Hubble наблюдал за прохождением черной дыры перед звездами в течение 270 дней, однако затем ученым потребовалось еще шесть лет, чтобы обработать все данные. Исследователи теперь считают, что речь идет именно о черной дыре, однако остается вероятность, что объект представляет собой нейтронную звезду. Предполагаемая масса невидимого компактного объекта составляет от 1,6 до 4,4 массы Солнца. Если он окажется в верхней части этого диапазона масс, то его следует признать черной дырой, в противном случае это будет всего лишь нейтронная звезда. По оценкам астрономов, объект все же имеет достаточно большую массу и движется сквозь Млечный Путь со скоростью свыше 160 тыс. км/ч.
Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter
Новости
Дзен
Telegram
Юрий Мурадян
«Я сделаю это сегодня»
О том, как не откладывать важные дела на потом
Андрей Колесников
Легенда без номера
О 100-летии Всеволода Боброва
Алексей Потапов
Мелким шрифтом внизу договора
О том, как правильно страховать жизнь
Георгий Бовт
Около нуля
О ситуации, когда начальник – лучший доктор
Алена Солнцева
Пелевин и пустота
О стратегиях отсутствия, фильме Родиона Чепеля и загадке человека в черных очках
Найдена ошибка?
Закрыть
Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.
Продолжить чтение
Наконец-то у нас есть изображение черной дыры в центре нашей галактики.
В галерее астрономических портретов черных дыр пополнение. И это красота.
Астрономы наконец собрали изображение сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики.
Эта черная дыра, известная как Стрелец A*, выглядит как темный силуэт на фоне окружающего ее светящегося материала. Изображение показывает турбулентную, извилистую область вокруг черной дыры в новых деталях. Этот вид может помочь ученым лучше понять сверхмассивную черную дыру Млечного Пути и другие подобные ей объекты.
Новое изображение было представлено 12 мая. Исследователи объявили об этом на серии пресс-конференций по всему миру. Они также сообщили об этом в шести статьях в Astrophysical Journal Letters .
«На этом изображении видно яркое кольцо, окружающее тьму, явный признак тени черной дыры», — сказала Ферьял Озель на пресс-конференции в Вашингтоне, округ Колумбия. Она работает астрофизиком в Аризонском университете в Тусоне. Она также является частью команды, которая сделала новый портрет черной дыры.
Ни одна обсерватория не смогла бы так хорошо рассмотреть Стрелец A* или сокращенно Sgr A*. Требовалась планетарная сеть радиотарелок. Эта сеть телескопов называется Event Horizon Telescope, или EHT.
Он также сделал первое изображение черной дыры, выпущенное в 2019 году. Этот объект находится в центре галактики M87. Это около 55 миллионов световых лет от Земли.
Этот снимок черной дыры M87, конечно же, был историческим. Но Sgr A* — это «черная дыра человечества», — говорит Сера Маркофф. Этот астрофизик работает в Амстердамском университете в Нидерландах. Она также является членом команды EHT.
Считается, что почти каждая большая галактика имеет в центре сверхмассивную черную дыру. А Sgr A* принадлежит Млечному Пути. Это придает ему особое место в сердцах астрономов и делает его уникальным местом для изучения физики нашей Вселенной.
Сверхмассивная черная дыра по соседству с вами
Стрелец A* находится на расстоянии 27 000 световых лет от нас и является ближайшей к Земле гигантской черной дырой. Это самая изученная сверхмассивная черная дыра во Вселенной. Тем не менее Sgr A* и другие подобные ему объекты остаются одними из самых загадочных когда-либо найденных объектов.
Это потому, что, как и все черные дыры, Стрелец А* является настолько плотным объектом, что его гравитация не позволяет свету выйти наружу. Черные дыры — «естественные хранители своих секретов», — говорит Лена Мурчикова. Этот физик работает в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. Она не входит в команду EHT.
Гравитация черной дыры захватывает свет, попадающий в пределы границы, называемой горизонтом событий. Изображения Sgr A* и черной дыры M87, сделанные EHT, смотрят на свет, исходящий сразу за этим неизбежным краем.
Этот свет исходит от материала, вращающегося в черной дыре. Sgr A* питается горячим материалом, испускаемым массивными звездами в центре галактики. Газ втягивается сверхсильной гравитацией Sgr A*. Но он не просто падает прямо в черную дыру. Он кружится вокруг Стрельца А*, как космическая водосточная труба. Это образует диск из светящегося материала, называемый аккреционным диском . Тень черной дыры на фоне этого светящегося диска — это то, что мы видим на EHT-изображениях черных дыр.
Диск, близлежащие звезды и внешний пузырь рентгеновского излучения «похожи на экосистему», — говорит Дэрил Хаггард. Она астрофизик из Университета Макгилла в Монреале, Канада. Она также является членом коллаборации EHT. «Они полностью связаны друг с другом».
На аккреционном диске происходит большая часть действий.
Этот бурный газ дергается сильными магнитными полями вокруг черной дыры. Итак, астрономы хотят узнать больше о том, как работает диск.
Что особенно интересно в диске Стрельца A*, так это то, что по стандартам черной дыры он довольно тихий и слабый. Возьмите для сравнения черную дыру M87. Этот монстр очень грязный едок. Он так яростно поглощает близлежащий материал, что выбрасывает огромные струи плазмы.
Черная дыра нашей галактики гораздо более подавлена. Он съедает лишь несколько кусочков, которые ему подает его аккреционный диск. «Если бы Sgr A* был человеком, он бы потреблял одно рисовое зернышко раз в миллион лет», — сказал Майкл Джонсон на пресс-конференции, посвященной новому изображению. Джонсон — астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Это в Кембридже, штат Массачусетс.
«Всегда было немного загадкой, почему он такой, такой слабый», — говорит Мег Урри. Она астрофизик из Йельского университета в Нью-Хейвене, штат Коннектикут. Она не входит в команду EHT.
Но не думайте, что это означает, что Sgr A* — скучная черная дыра. Его окрестности по-прежнему испускают всевозможные виды света. Астрофизики видели, как эта область слабо светится в радиоволнах и дрожит в инфракрасном свете. Они даже видели, как он рыгает на рентгеновских снимках.
Аккреционный диск вокруг Sgr A* постоянно мерцает и кипит. По словам Маркоффа, эта вариация похожа на пену на поверхности океанских волн. «Мы видим эту пену, которая поднимается от всей этой деятельности», — говорит она. «И мы пытаемся понять волны под пеной». То есть поведение материала максимально плотно прилегало к краю черной дыры.
Большой вопрос, добавляет она, заключается в том, сможет ли EHT увидеть что-то изменяющееся в этих волнах. В новой работе они увидели намеки на эти изменения. Но полный анализ еще продолжается.
Педагоги и родители, подпишитесь на шпаргалку
Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Science News Explores в учебной среде
Спасибо за регистрацию!
При регистрации возникла проблема.
Сплетение длин волн
Телескоп Event Horizon состоит из радиообсерваторий по всему миру. Умным образом комбинируя данные с этих далеко разбросанных тарелок, исследователи могут заставить сеть действовать как один телескоп размером с Землю. Каждую весну, когда условия подходящие, EHT всматривается в несколько удаленных черных дыр и пытается их сфотографировать.
Новое изображение Sgr A* получено из данных EHT, собранных в апреле 2017 года. В том году сеть собрала колоссальные 3,5 петабайта данных о черной дыре. Это примерно объем данных в 100 миллионах видео TikTok.
Используя эту находку, исследователи начали собирать воедино изображение сержанта А*. Чтобы выделить изображение из огромной массы данных, потребовались годы работы и сложных компьютерных симуляций. Также потребовалось добавить данные с других телескопов, которые наблюдали разные типы света от черной дыры.
Эти «многоволновые» данные имели решающее значение для сборки изображения. Глядя на световые волны по всему спектру, «мы можем составить полную картину», — говорит Гибва Мусоке.
Она астрофизик, работает с Маркоффом в Амстердамском университете.
Несмотря на то, что Sgr A* находится так близко к Земле, его изображение было труднее получить, чем черную дыру M87. Проблема заключалась в вариациях Sgr A* — постоянном кипении его аккреционного диска. Из-за этого внешний вид Sgr A* меняется каждые несколько минут, пока ученые пытаются его изобразить. Для сравнения, внешний вид черной дыры M87 меняется только в течение нескольких недель.
Imaging Sgr A* «было похоже на попытку сделать четкий снимок бегущего ребенка ночью», — сказал Хосе Л. Гомес на пресс-конференции, объявив результат. Он астроном из Института астрофизики Андалусии. Это в Гранаде, Испания.
Этот звук представляет собой преобразование изображения Стрельца A*, полученного Телескопом Горизонта Событий, в звук.
«Сонификация» проходит по часовой стрелке вокруг изображения черной дыры. Материал, расположенный ближе к черной дыре, движется по орбите быстрее, чем материал, находящийся дальше. Здесь более быстро движущийся материал слышен на более высоких тонах. Очень низкие тона представляют материал за пределами основного кольца черной дыры. Более высокая громкость указывает на более яркие пятна на изображении.Новое изображение, новые идеи
Новое изображение Sgr A* стоило ожидания. Это не просто рисует более полную картину сердца нашей родной галактики. Это также помогает проверить фундаментальные принципы физики.
Во-первых, новые наблюдения EHT подтверждают, что масса Sgr A* примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Но, будучи черной дырой, Стрелец А* упаковывает всю эту массу в довольно компактное пространство. Если бы черная дыра заменила наше Солнце, тень, которую запечатлел EHT, соответствовала бы орбите Меркурия.
Исследователи также использовали изображение Sgr A* для проверки теории гравитации Эйнштейна.
Эта теория называется общей теорией относительности. Проверка этой теории в экстремальных условиях — например, вокруг черных дыр — может помочь выявить любые скрытые недостатки. Но в данном случае теория Эйнштейна подтвердилась. Размер тени Стрельца А* был именно таким, как предсказывала общая теория относительности.
Это был не первый раз, когда ученые использовали Sgr A* для проверки общей теории относительности. Исследователи также проверили теорию Эйнштейна, отслеживая движения звезд, вращающихся очень близко к черной дыре. Эта работа также подтвердила общую теорию относительности. (Это также помогло подтвердить, что Sgr A* действительно является черной дырой). Это открытие принесло двум исследователям долю Нобелевской премии по физике в 2020 году.
Новый тест относительности с использованием изображения сержанта А* дополняет предыдущий тип теста, говорит Туан До. Он астрофизик Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. «С этими большими тестами по физике вы не хотите использовать только один метод».
Таким образом, если один тест противоречит общей теории относительности, другой тест может перепроверить результаты.
Тем не менее, у проверки относительности с помощью нового изображения EHT есть одно важное преимущество. Изображение черной дыры проверяет относительность гораздо ближе к горизонту событий, чем любая звезда на орбите. Глядя на такую экстремальную область гравитации, можно обнаружить намеки на физику за пределами общей теории относительности.
«Чем ближе вы подходите, тем лучше у вас получается искать эти эффекты», — говорит Клиффорд Уилл. Он физик из Университета Флориды в Гейнсвилле.
Что дальше?
«Очень интересно получить первое изображение черной дыры в нашем Млечном Пути. Это фантастика», — говорит Николас Юнес. Он физик из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн. По его словам, новое изображение пробуждает воображение, как ранние снимки Земли, сделанные астронавтами с Луны.
Но это не последнее привлекающее внимание изображение Sgr A* с EHT.
Сеть телескопов наблюдала черную дыру в 2018, 2021 и 2022 годах. И эти данные все еще анализируются.
«Это ближайшая к нам сверхмассивная черная дыра, — говорит Хаггард. «Это как наш самый близкий друг и сосед. И мы изучаем это годами как сообщество. [Это изображение является] действительно глубоким дополнением к этой захватывающей черной дыре, в которую мы все влюбились».
Силовые слова
Подробнее о сильных словах
аккреция : (в астрономии) Рост любого небесного объекта за счет поступления новых строительных материалов, таких как газ, плазма, пыль и другие частицы. Гравитационное притяжение объекта приносит эти новые материалы, в конечном итоге заставляя их сливаться. (v. сросшийся)
аккреционный диск : плоский диск, состоящий из газа, пыли и других материалов, который растет и вращается вокруг какого-либо астрономического объекта. Это гравитационное притяжение этого объекта, известное как аккретор, заставляет материал в диске терять энергию и угловой момент.
Это заставляет диск медленно вращаться по спирали внутрь. Аккреционные диски, вероятно, играют роль в развитии звезд и планет, а также в мощном спектральном излучении квазаров, радиогалактик и некоторых сверхновых.
астронавт : человек, обученный путешествовать в космос для исследований и исследований.
астроном : Ученый, занимающийся исследованиями небесных объектов, космоса и физической вселенной.
астрофизик : Ученый, работающий в области астрономии, которая занимается изучением физической природы звезд и других космических объектов.
поведение : То, как что-то, часто человек или другой организм, действует по отношению к другим или ведет себя.
черная дыра : Область пространства с настолько интенсивным гравитационным полем, что никакая материя или излучение (включая свет) не могут выйти наружу.
дополнение : Чтобы соответствовать или сочетаться с чем-то еще, чтобы завершить его.
В генетике набор нуклеотидов, который точно сочетается с другой последовательностью ДНК или РНК, называется дополнением этой последовательности.
космический : Прилагательное, относящееся к космосу — вселенной и всему, что в ней есть.
данные : Факты и/или статистические данные, собранные вместе для анализа, но не обязательно организованные таким образом, чтобы придать им смысл. Для цифровой информации (тип, хранящийся в компьютерах) эти данные обычно представляют собой числа, хранящиеся в двоичном коде, отображаемом в виде строк нулей и единиц.
диск : Круглый, плоский и обычно довольно тонкий предмет. (в астрономии) Вращающееся облакообразное скопление газов, пыли или того и другого, из которого могут образовываться планеты. Или структура некоторых крупных вращающихся тел в космосе, включая спиральные галактики.
Горизонт событий : Воображаемая сфера, окружающая черную дыру. Чем массивнее черная дыра, тем больше сфера.
Все, что происходит внутри горизонта событий, невидимо, потому что гравитация настолько сильна, что при нормальных обстоятельствах даже свет не может уйти. Но, согласно некоторым физическим теориям, в определенных ситуациях небольшое количество радиации может выйти наружу.
поле : Область исследования, как в: Ее область исследований — биология . Также термин для описания реальной среды, в которой проводятся некоторые исследования, например, в море, в лесу, на вершине горы или на городской улице. Это противоположность искусственной обстановке, такой как исследовательская лаборатория. (в физике) Область в пространстве, в которой действуют определенные физические эффекты, такие как магнетизм (созданный магнитным полем), гравитация (с помощью гравитационного поля), масса (с помощью поля Хиггса) или электричество (с помощью электрического поля).
основной : Что-то, что является основным или служит основой для другой вещи или идеи.
галактика : Группа звезд — и обычно невидимая таинственная темная материя — удерживаются вместе гравитацией. Гигантские галактики, такие как Млечный Путь, часто имеют более 100 миллиардов звезд. У самых тусклых галактик может быть всего несколько тысяч. В некоторых галактиках также есть газ и пыль, из которых образуются новые звезды.
гравитация : Сила, которая притягивает что-либо с массой или объемом к любому другому объекту с массой. Чем больше масса чего-либо, тем больше его гравитация.
информация : (в отличие от данных) Предоставленные факты или тенденции, полученные в отношении чего-либо или кого-либо, часто в результате изучения данных.
инфракрасный : Вид электромагнитного излучения, невидимый человеческому глазу. Название включает латинский термин и означает «ниже красного». Инфракрасный свет имеет длину волны больше, чем видимый человеку. Другие невидимые длины волн включают рентгеновские лучи, радиоволны и микроволны.
Инфракрасный свет имеет тенденцию регистрировать тепловую сигнатуру объекта или окружающей среды.
проницательность : Способность получить точное и глубокое понимание ситуации, просто подумав о ней, вместо того, чтобы вырабатывать решение путем экспериментов.
журнал : (в науке) Публикация, в которой ученые делятся результатами своих исследований с экспертами (а иногда и с общественностью). Некоторые журналы публикуют статьи из всех областей науки, техники, техники и математики, в то время как другие посвящены какой-то одной теме. Рецензируемые журналы являются золотым стандартом: они отправляют все присланные статьи внешним экспертам для прочтения и критики. Цель здесь состоит в том, чтобы предотвратить публикацию ошибок, мошенничества или работы, которая не является новой или убедительно продемонстрированной.
световой год : Расстояние, которое свет проходит за один год, составляет около 9,46 триллионов километров (почти 6 триллионов миль).
Чтобы получить некоторое представление об этой длине, представьте себе веревку, достаточно длинную, чтобы обернуть ее вокруг Земли. Его длина составит немногим более 40 000 километров (24 900 миль). Выложи прямо. Теперь кладем еще 236 миллионов такой же длины, встык, сразу после первого. Общее расстояние, которое они теперь охватывают, равнялось бы одному световому году.
магнитное поле : Область влияния, создаваемая определенными материалами, называемыми магнитами, или движением электрических зарядов.
масса : Число, показывающее, насколько объект сопротивляется ускорению и замедлению — в основном, мера того, из какого количества материи состоит этот объект.
Млечный Путь : Галактика, в которой находится Солнечная система Земли.
луна : Естественный спутник любой планеты.
сеть : Группа взаимосвязанных людей или вещей. (v.) Акт установления связи с другими людьми, которые работают в данной области или занимаются аналогичными делами (такими как художники, бизнес-лидеры или группы медицинской поддержки), часто путем посещения собраний, где таких людей можно было бы ожидать, а затем в чате.
их вверх. (сущ. сеть)
Нобелевская премия : Престижная премия имени Альфреда Нобеля. Наиболее известный как изобретатель динамита, Нобель был богатым человеком, когда он умер 10 декабря 1896 года. В своем завещании Нобель оставил большую часть своего состояния для создания премий тем, кто сделал все возможное для человечества в области физики, химия, физиология или медицина, литература и мир. Победители получают медаль и крупную денежную премию.
обсерватория : (в астрономии) Здание или сооружение (например, спутник), в котором находится один или несколько телескопов. Или это может быть система конструкций, составляющих телескопический комплекс.
орбита : Изогнутая траектория небесного объекта или космического корабля вокруг галактики, звезды, планеты или луны. Один полный оборот вокруг небесного тела.
сверстник : (существительное) Тот, кто равен ему по возрасту, образованию, статусу, обучению или некоторым другим характеристикам. (глагол) Рассматривать что-либо, искать детали.
физик : Ученый, изучающий природу и свойства материи и энергии.
физика : Научное изучение природы и свойств материи и энергии. Классическая физика — это объяснение природы и свойств материи и энергии, основанное на таких описаниях, как законы движения Ньютона. Квантовая физика, область исследований, возникшая позже, является более точным способом объяснения движения и поведения материи. Ученый, работающий в таких областях, известен как физик.
плазма : (в химии и физике) Газообразное состояние вещества, в котором электроны отделяются от атома. Плазма включает в себя как положительно, так и отрицательно заряженные частицы. (в медицине) Бесцветная жидкая часть крови.
глубокий : Качество быть большим по величине или очень интенсивным. Или это может описать человека, который проницателен и / или обладает большими знаниями.
радио : Относится к радиоволнам или устройству, которое принимает эти передачи. Радиоволны — это часть электромагнитного спектра, которую люди часто используют для дальней связи. Более длинные, чем волны видимого света, радиоволны используются для передачи радио- и телевизионных сигналов. Они также используются в радарах. Многие астрономические объекты также излучают часть своей энергии в виде радиоволн.
радиоволны : Волны в части электромагнитного спектра. Это тот тип, который люди сейчас используют для дальней связи. Более длинные, чем волны видимого света, радиоволны используются для передачи радио- и телевизионных сигналов. Они также используются в радарах.
относительность : (в физике) теория, разработанная физиком Альбертом Эйнштейном и показывающая, что ни пространство, ни время не являются постоянными, а зависят от скорости человека и массы объектов поблизости.
моделирование : (v. моделирование) Анализ, часто выполняемый с помощью компьютера, некоторых условий, функций или внешнего вида физической системы.
Компьютерная программа сделает это, используя математические операции, которые могут описать систему и то, как она может измениться с течением времени или в ответ на различные ожидаемые ситуации.
спектр : (множественное число: спектры) Диапазон связанных вещей, которые появляются в некотором порядке. (по свету и энергии) Диапазон видов электромагнитного излучения; они охватывают диапазон от гамма-лучей до рентгеновских лучей, ультрафиолетового света, видимого света, инфракрасной энергии, микроволн и радиоволн.
стандарты : (в исследовании) Ценности или материалы, используемые в качестве эталонов, с которыми можно сравнивать другие вещи. Например, часы пытаются соответствовать официальному эталону времени — секунде, рассчитанной по официальным атомным часам. Точно так же ученые стремятся идентифицировать химическое вещество, сопоставляя его свойства с известным стандартом для конкретного химического вещества. (в правилах) Предел, выше которого что-либо нельзя использовать, продавать или считать безопасным.
звезда : Основной строительный блок, из которого состоят галактики. Звезды развиваются, когда гравитация сжимает облака газа. Когда они станут достаточно горячими, звезды будут излучать свет, а иногда и другие формы электромагнитного излучения. Солнце — наша ближайшая звезда.
солнце : Звезда в центре Солнечной системы Земли. Это около 27 000 световых лет от центра галактики Млечный Путь. Также термин для любой солнцеподобной звезды.
телескоп : обычно светособирающий инструмент, который заставляет отдаленные объекты казаться ближе за счет использования линз или комбинации изогнутых зеркал и линз. Некоторые, однако, собирают радиоизлучение (энергию из другой части электромагнитного спектра) через сеть антенн.
теоретик : Ученый, чья работа основана на математическом анализе и компьютерных моделях событий и физических объектов или явлений — не на экспериментах, которые проверяют ситуации в реальном мире или используют тестирование и наблюдения для сбора данных.
теория : (в науке) Описание некоторых аспектов мира природы, основанное на обширных наблюдениях, тестах и рассуждениях. Теория также может быть способом организации обширной совокупности знаний, применимых в широком диапазоне обстоятельств для объяснения того, что произойдет. В отличие от общепринятого определения теории, теория в науке — это не просто догадка. Идеи или выводы, основанные на теории, но еще не на достоверных данных или наблюдениях, называются теоретическими. Ученые, которые используют математику и/или существующие данные для прогнозирования того, что может произойти в новых ситуациях, известны как теоретики.
клад : Коллекция ценных вещей.
турбулентный : (сущ. турбулентность) Прилагательное, обозначающее непредсказуемые флуктуации жидкости (включая воздух), при которых ее скорость изменяется неравномерно, а не поддерживается постоянный или спокойный поток.
уникальный : Нечто не похожее ни на что другое; единственный в своем роде.
Вселенная : Весь космос: Все, что существует в пространстве и времени. Он расширялся с момента своего образования во время события, известного как Большой взрыв, около 13,8 миллиардов лет назад (плюс-минус несколько сотен миллионов лет).
волна : Возмущение или вариация, распространяющаяся в пространстве и материи регулярным колебательным образом.
длина волны : Расстояние между одним пиком и следующим в серии волн или расстояние между одним впадиной и следующим. Это также один из «критериев», используемых для измерения радиации. Видимый свет, который, как и все электромагнитное излучение, распространяется волнами, включает длины волн от 380 нанометров (фиолетовый) до 740 нанометров (красный). Излучение с длиной волны короче видимого света включает гамма-лучи, рентгеновские лучи и ультрафиолетовый свет. К длинноволновому излучению относятся инфракрасный свет, микроволны и радиоволны.
Цитаты
Журнал: К.
Акияма и др. . Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. I. Тень сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Письма из астрофизического журнала . Том. 930, 10 мая 2022 г., с. L12 doi: 10.3847/2041-8213/ac6674.
Журнал: К. Акияма и др. . Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. II. ЭГТ- и многоволновые наблюдения, обработка и калибровка данных. Письма из астрофизического журнала . Том. 930, 10 мая 2022 г., с. Л13. дои: 10.3847/2041-8213/ac6675.
Журнал: K. Akiyama et al. Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. III. Изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики The Astrophysical Journal Letters . Том. 930, 10 мая 2022 г., с. Л14. дои: 10.3847/2041-8213/ac6429.
Журнал: K. Akiyama et al. Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. IV. Переменность, морфология и масса черной дыры Письма из астрофизического журнала .
Том. 930, 10 мая 2022 г., с. Л15. doi: 10.3847/2041-8213/ac6736.
Журнал: K. Akiyama et al. Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. V. Проверка астрофизических моделей черной дыры в центре галактики The Astrophysical Journal Letters . Том. 930, 10 мая 2022 г., с. Л16. дои: 10.3847/2041-8213/ac6672.
Журнал: K. Akiyama et al. Результаты первого телескопа «Горизонт событий» Стрельца А*. VI. Тестирование метрики черной дыры Письма из астрофизического журнала . Том. 930, 10 мая 2022 г., с. Л17. doi: 10.3847/2041-8213/ac6756.
Журнал: Х. Бойс и др. . Одновременные рентгеновские и инфракрасные наблюдения изменчивости Стрельца А*. Астрофизический журнал . Том. 871, 1 февраля 2019 г., с. 161. doi: 10.3847/1538-4357/aaf71f.
Журнал: S.E. Гралла. Можно ли использовать результаты EHT M87 для проверки общей теории относительности? Физический обзор D .
Том. 103, 15 января 2021 г., 024023. doi: 10.1103/PhysRevD.103.024023.
Лиз Крузи — временный обозреватель астрономических новостей для Science News . Она пишет об астрономии и космосе с 2005 года, а в 2013 году получила награду за научную журналистику Отдела астрофизики высоких энергий AAS. Она имеет степень бакалавра физики Университета Лоуренса в Эпплтоне, штат Висконсин.
Новости науки Писатель-физик Эмили Коновер изучала физику в Чикагском университете. Она любит физику за ее способность раскрывать тайные правила работы вещей, от крошечных атомов до огромного космоса.
Астрономы представили первое изображение черной дыры в центре галактики Млечный Путь
Астрономы представили первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь на одновременных пресс-конференциях по всему миру сегодня, 12 мая.
Результат предоставляет неопровержимые доказательства того, что объект в центре галактики действительно является черной дырой, и дает ценные сведения о работе таких гигантов, которые, как считается, находятся в центре большинства галактик.
Изображение было создано глобальной исследовательской группой под названием Event Horizon Telescope (EHT), в которую входят ученые из Центра астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт (CfA), используя наблюдения всемирной сети радиотелескопов.
Изображение, описанное сегодня в специальном выпуске The Astrophysical Journal Letters , представляет собой долгожданный взгляд на массивный объект, находящийся в самом центре Млечного Пути. Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в ядре галактики. Это убедительно свидетельствовало о том, что объект, известный как Стрелец А* или Стрелец А*, был черной дырой; сегодняшнее изображение дает первое прямое визуальное свидетельство этого.
«В течение десятилетий астрономы задавались вопросом, что находится в центре нашей галактики, вытягивая звезды на узкие орбиты из-за своей огромной гравитации», — сказал астрофизик CfA Майкл Джонсон. «С изображением EHT мы приблизились в тысячу раз ближе, чем эти орбиты, где гравитация становится в миллион раз сильнее.
На таком близком расстоянии черная дыра ускоряет материю почти до скорости света и искривляет траектории фотонов в искривленном пространстве-времени».
Сама черная дыра совершенно темная, но светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темная центральная область, называемая тенью, окруженная яркой кольцеобразной структурой. Этот новый вид показывает свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в 4 миллиона раз массивнее Солнца.
«Теперь мы видим, что черная дыра поглощает близлежащие газ и свет, затягивая их в бездонную яму», — сказал Рамеш Нараян, астрофизик-теоретик из CfA. «Это изображение подтверждает десятилетия теоретической работы, направленной на то, чтобы понять, как питаются черные дыры».
Sgr A* находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли и кажется на небе таким же размером, как пончик на Луне. Чтобы получить его изображение, команда создала мощный EHT, который соединил восемь существующих радиообсерваторий по всей планете, чтобы сформировать единый виртуальный телескоп размером с Землю.
Основанная на вершине Маунакеа на Гавайях, субмиллиметровая решетка (SMA), совместная работа CfA и Института астрономии и астрофизики Academia Sinica (ASIAA), была одним из восьми инструментальных телескопов, использовавшихся для захвата изображения. Вместе телескопы наблюдали Sgr A* несколько ночей в 2017 году, собирая данные в течение многих часов подряд, подобно использованию длинной выдержки на камере.
«Более 10 лет назад мы соединили радиотарелки в Калифорнии и Аризоне с SMA и другими телескопами на Гавайях, что позволило нам обнаружить в Sgr A* особенности размером с тень черной дыры», — сказал Шеперд «Шеп». Доулман, директор-основатель EHT. «Этот прорыв запустил EHT, что привело нас к замечательному изображению Sgr A*, представленному сегодня».
Сегодняшний прорыв последовал за выпуском коллаборацией EHT в 2019 году первого изображения черной дыры под названием M87* в центре более далекой галактики Мессье 87.
Изображение Sgr A*, только второе в истории изображение черной дыры, показывает, что черные дыры выглядят удивительно похожими, хотя Sgr A* более чем в тысячу раз меньше и менее массивна, чем M87*.
«Удивительно видеть, насколько похожи изображения, даже когда размеры и окружающая среда этих двух черных дыр очень разные», — сказала научный сотрудник НАСА Эйнштейн и астрофизик CfA Сара Иссаун. «Это сходство проистекает из самого фундаментального свойства черных дыр: их чрезвычайной гравитации. Влияние этой экстремальной среды на траекторию света, который мы наблюдаем от орбитального газа, создает тень».
Но процесс съемки Sgr A* был значительно сложнее, чем для M87*, несмотря на то, что Sgr A* намного ближе к Земле.
«День жизни M87* соответствует всего одной минуте жизни Sgr A*, и наши телескопы должны наблюдать много часов, чтобы собрать достаточно данных для создания изображения, поэтому появление Sgr A* постоянно меняется, даже когда мы пытаемся изобразить его», — сказал астрофизик CfA Доминик «Дом» Пеше. более устойчивая цель, почти все изображения выглядят одинаково, чего нельзя сказать о Sgr A *. Из-за этого сегодняшнее изображение черной дыры Sgr A * представляет собой среднее значение различных изображений, извлеченных командой, и, наконец, раскрывает скрытого гиганта.
в центре галактики Млечный Путь.
Это стало возможным благодаря изобретательности более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT. В дополнение к разработке сложных инструментов для решения проблем с визуализацией Sgr A*, команда усердно работала в течение пяти лет, используя суперкомпьютеры для объединения и анализа своих данных, одновременно собирая беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями.
Команда особенно рада, что наконец-то получила изображения двух черных дыр очень разных размеров; изображения дают возможность понять, как черные дыры сравниваются и контрастируют. Ученые также начали использовать новые данные для проверки теорий и моделей поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр. Этот процесс еще не до конца изучен, но считается, что он играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.
«Никогда раньше у нас не было так много данных о черной дыре, и это происходит в решающий момент, когда наши модели поведения газа в ее окрестностях остро нуждаются в пересмотре», — сказал астрофизик CfA Анджело Рикарте.
«EHT открывает новую эру точной астрофизики черных дыр».
EHT продолжает делать снимки черных дыр. В ходе крупной наблюдательной кампании в марте 2022 года было задействовано больше телескопов, чем когда-либо прежде. Продолжающееся расширение сети EHT и значительные технологические обновления позволят ученым в ближайшем будущем делиться еще более впечатляющими изображениями и видеороликами черных дыр.
«Проект Event Horizon Telescope следующего поколения, или ngEHT, был запущен в 2019 году и удвоит количество радиотарелок в глобальном массиве», — сказал Доулман, который руководит ngEHT. «Заполнив линзу размером с Землю и наблюдая на новых частотах, ngEHT будет захватывать черные дыры в движении».
Дополнительная информация
Отдельными телескопами, участвовавшими в EHT в апреле 2017 г., когда проводились наблюдения, были: Большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка Атакамы (ALMA), Эксперимент Atacama Pathfinder Experiment (APEX), 30-метровый телескоп IRAM , Телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), Большой миллиметровый телескоп Альфонсо Серрано (LMT), Субмиллиметровая решетка (SMA), Аризонский субмиллиметровый телескоп (SMT) и Телескоп Южного полюса (SPT).