Фото горизонт событий: «Абсолютный монстр»: ученым впервые удалось сфотографировать горизонт событий черной дыры |

Содержание

«Абсолютный монстр»: ученым впервые удалось сфотографировать горизонт событий черной дыры

Николай Воронин
Корреспондент по вопросам науки

10 апреля 2019

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, EHT Collaboration

Подпись к фото,

Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз

Сенсационное заявление сделали европейские ученые: им удалось впервые сделать фотографию черной дыры — сверхмассивного коллапсара в далекой галактике Messier 87, находящейся в скоплении Девы.

Расстояние до этой черной дыры — около 50 млн световых лет, или почти 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из восьми телескопов, расположенных на разных континентах.

«То, что мы видим [на снимке], — больше по размеру, чем вся наша Солнечная система, — пояснил Би-би-си профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке. — Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз».

«Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать, — добавил профессор. — Абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе».

Для просмотра этого контента вам надо включить JavaScript или использовать другой браузер

Подпись к видео,

Ученые впервые сфотографировали черную дыру

Это настолько важная новость для всего научного мира, что журналистам объявили о ней на пресс-конференции, которую одновременно провели сразу в шести городах: в Брюсселе, Вашингтоне, Сантьяго-де-Чили, Тайбэе, Токио и Шанхае — на четырех языках.

Дело в том, что до сегодняшнего дня все наши представления о черных дырах были исключительно теоретическими. Само их реальное существование было лишь научной гипотезой — пусть и очень убедительной.

Русская служба Би-би-си постаралась (как можно проще) ответить на самые очевидные возникающие вопросы.

Ученые что, не знали, существуют ли черные дыры на самом деле?

Автор фото, DR JEAN LORRE/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Подпись к фото,

Астрономы давно подозревали, что в центре галактики М87 находится супермассивная черная дыра, однако черное пятно в центре этого снимка — не сам коллапсар, а массивное скопление быстро движущихся звезд

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Строго говоря, да, не знали — точнее, не были уверены. И уж точно ни одной не видели — до сегодняшнего дня. Существовали лишь убедительные косвенные доказательства.

На бытовом уровне это можно сравнить с громом и молнией. Мы знаем, что разряд молнии порождает мощную ударную волну, которую мы воспринимаем как гром, и одно без другого существовать не может.

Однако молния может быть скрыта за толстым слоем облаков или высотными зданиями, и тогда мы слышим только удар грома, а самой молнии не видим — но можем с уверенностью предположить, что она была. Хотя и не можем полностью исключить другие объяснения.

Примерно так же и с черными дырами. Их существование было предсказано более общими научными теориями (впервые — еще в конце XVIII века) и с тех пор многократно подтверждено расчетами. Но «вещественных доказательств» у ученых не было — а теперь есть.

Кстати, ровно по такому же принципу физики десятилетиями прицельно искали предсказанные ранее гравитационные волны и бозон Хиггса. И в итоге — после десятилетий поисков — нашли и то и другое.

Автор фото, NASA

Подпись к фото,

До сегодняшнего дня все изображения черных дыр — как эта картинка — были лишь рисунками художников

«Значимость нашего открытия состоит в том, что оно превратило математический концепт горизонта событий, который обычно представляет собой написанные на доске формулы, в реальный объект — во что-то, что можно проверить, измерить и наблюдать», — заявил один из руководителей проекта Лучано Реццола.

Что мешало сделать фотографию раньше?

Штука в том, что увидеть черную дыру попросту невозможно — ни невооруженным глазом, ни с помощью аппаратуры. Поэтому она и называется черной.

Мы видим те или иные объекты, когда отраженные от них лучи света попадают на светочувствительные рецепторы в наших глазах. В отсутствие света зрение становится совершенно бесполезным.

Представьте себе, что вы находитесь в абсолютно темной комнате, куда не проникает никакой свет. Что вы увидите вокруг? Ничего. Темноту. Даже если пространство вокруг вас заставлено вещами, вы можете их нащупать — но не увидеть.

В комнате вы можете воспользоваться прибором ночного видения: он улавливает невидимое инфракрасное излучение и переводит его в видимую часть спектра.

Однако в случае с черной дырой ее притяжение так велико, что преодолеть его не может никакое излучение, доступное нашим телескопам — ни радиоволны, ни рентгеновское излучение, ни гамма-лучи, — не говоря уже про видимый солнечный свет.

Так что улавливать попросту нечего.

Как же удалось сфотографировать то, что невозможно увидеть никакой аппаратурой?

Строго говоря, на фотографии не сама черная дыра, а ее «внешняя оболочка» — точка невозврата, также известная как горизонт событий.

Так называется область пространства-времени, внутри которой гравитация черной дыры уже не дает вырваться наружу никакой информации, но снаружи у лучей еще есть возможность избежать притяжения.

Автор фото, Science Photo Library

Подпись к фото,

Черная дыра обладает огромной массой — и сильно искривляет вокруг себя время и пространство

Уловить и сфотографировать эти лучи — прошедшие по самому краю горизонта событий, но не поглощенные черной дырой — на протяжении многих лет пытался проект Event Horizon Telescope (EHT). Это сложная сеть радиотелескопов, расположенных на разных континентах и совместно анализирующих информацию.

Задача эта не из простых. Время и пространство вокруг черной дыры сильно искривлены, а кроме того, ее окружает плотное облако космической пыли и газа.

Однако после нескольких лет сбора и анализа информации это, наконец, удалось сделать.

Автор фото, Katie Bouman

Подпись к фото,

Жесткие диски с информацией, собранной телескопами

Собранной информации было так много, что переслать ее по интернету было просто невозможно: сотни жестких дисков пришлось свозить самолетами в аналитические центры в Бонне и Бостоне.

«Нам удалось сделать то, что казалось предыдущему поколению невозможным», — заявил руководитель проекта, профессор Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Шеперд Дойлеман.

Так что же на снимке?

Как объясняет профессор Фальке, идеально круглую черную дыру окружает «огненное кольцо» — это устремляющийся в нее горячий газ, разогретый до невероятных температур.

Газ светится так сильно, что затмевает по яркости несколько миллиардов звезд, расположенных в той же галактике, — поэтому его можно увидеть с Земли.

Сама черная окружность — это область внутри горизонта событий, откуда свет вырваться уже не может. Там перестают действовать все привычные нам законы физики.

Что дальше?

Уже несколько лет та же команда ученых пытается сфотографировать ближайший к нам подобный объект — сверхмассивную черную дыру Стрелец A*, находящуюся в центре нашей галактики Млечный путь.

Расстояние до нее от Земли составляет «всего» около 26 тысяч световых лет, а масса превышает солнечную примерно в 4,3 млн раз — в тысячу с лишним раз меньше, чем черная дыра в скоплении Девы.

Как ни странно, сделать этот снимок намного сложнее, чем сфотографировать черную дыру в далекой галактике, поскольку «огненное кольцо» в центре Млечного пути меньшего размера и не такое яркое.

Автор фото, AFP

Подпись к фото,

Этот снимок был сделан телескопом Европейской Южной обсерватории в октябре прошлого года и лишь подкрепил гипотезу ученых о том, что в центре нашей галактики Млечный Путь также находится сверхмассивная черная дыра — но самой дыры на фото так и не видно

Хотите узнавать обо всем самом важном и интересном через мессенджер? Тогда подписывайтесь на наш Telegram-канал.

***

Горизонт событий: что это такое, характеристики и важность

Когда говорят о первой сделанной фотографии черной дыры, термин, известный как горизонт событий. Это последняя тень перед глубоким черным цветом, способная поглотить весь свет, чтобы не дать ему снова выйти наружу. Многие задаются вопросом, что это значит.

Поэтому мы собираемся посвятить эту статью, чтобы рассказать вам обо всех характеристиках, происхождении и важности горизонта событий.

Индекс

1 Что такое горизонт событий
2 Точка, откуда нет возврата
3 Теоретическое объяснение горизонта событий
4 Полное открытие

Что такое горизонт событий

Следует особо подчеркнуть, что черные дыры способны удерживать внутри всю материю и само пространство-время. Он не только может ловить свет, но и является центром с такой силой тяжести, что может усугубить все, что мы упомянули. Дыры сами по себе они полностью черные и лишены каких-либо особенностей. До сих пор они могли не быть дома только из-за огромного воздействия, которое они вызывали вокруг себя. Они также известны своей огромной энергией.

Это причина того, что первый контакт с черной дырой произошел благодаря использованию сети радиоскопов. Эти радиоскопы могут измерять радиацию из космоса. Он не указывает нам на Вселенную, как это сделал бы телескоп. Чтобы конкретно обнаружить две черные дыры, флюороскопы использовались. Одна из них — сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики. Остальные — это ядро галактики M87.

Благодаря современным компьютерным программам мы можем переводить данные, полученные с помощью радиотелескопов, в изображения. Именно поэтому была сделана первая фотография черной дыры.

Точка, откуда нет возврата

Имейте в виду, что в черной дыре ничего не видно. Мы можем видеть только след энергии, выделяемой газом, который вращается в окружающей среде. Указанный газ он очень горячий и излучает много радиации. Радиация может проходить сквозь пылевые облака вокруг всех черных дыр. Тень, которую можно увидеть, дает нам некоторую информацию о том, как пространство-время изгибается в ближайшем окружении черной дыры.

Сразу после всего этого — горизонт событий. Следует еще раз отметить, что вы не можете ожидать увидеть какие-либо огни или полосы, на которые можно указать. И дело в том, что этот горизонт событий — воображаемая граница. Если бы мы могли пересечь горизонт событий, мы бы не заметили никаких изменений. Это потому, что это не естественная поверхность, а точка невозврата дыры. Это означает, что отсюда есть только одна возможность: мы продолжаем падать в яму, не имея возможности повернуть назад.

Огромная сила гравитации черных дыр притягивает все, что внутри них.. Его масса и плотность настолько велики, что они оказывают огромное давление.

Теоретическое объяснение горизонта событий

Мы собираемся дать несколько более теоретическое объяснение, чтобы попытаться визуализировать характеристики и сущность горизонта событий. Имейте в виду, что горизонт событий черной дыры связан со скоростью убегания объекта. Речь идет о скорости, с которой гипотетический человек войдет в черную дыру. Эта скорость ему придется преодолеть гравитационное притяжение черной дыры. Чем ближе кто-то подходит к черной дыре, тем большая скорость ему потребуется, чтобы избежать мощной силы тяжести.

Можно сказать, что горизонт событий — это порог вокруг черной дыры, где скорость убегания превышает скорость света. До сегодняшнего дня мы не нашли ничего, что имело бы скорость больше скорости света. Это видно в специальной теории относительности Эйнштейн. Поскольку в теории нет ничего, что могло бы двигаться с большей скоростью, это означает, что горизонт событий черной дыры — это, по сути, точка, в которую ничто и никто не может вернуться. Название относится к невозможности быть свидетелем какого-либо события, которое происходит в пределах этой границы. горизонт, за которым нельзя видеть.

Предположим, что существует гипотетический путешественник, который выходит за горизонт событий. Отсюда теория утверждает, что вся масса объекта он рухнул в бесконечно плотное пространство. Это означает, что ткань пространства и времени, как мы ее знаем, полностью искривлена. И дело в том, что он был изогнут до бесконечности. Внутри этой черной дыры, за горизонтом событий, законы физики, известные нам согласно теории Эйнштейна, не существуют.

Полное открытие

Ученые смогли сфотографировать то, о чем не думали, что может и не существует. До недавнего времени черные дыры считались не чем иным, как теоретическим предметом, который служил для объяснения определенных закономерностей во Вселенной. Однако благодаря современным технологиям мы можем получить первую фотографию черной дыры.

Это факт, что для мира науки это означало большой прогресс.. Имейте в виду, что многие учебники, относящиеся к Вселенной, придется переписывать. Большой объем информации о прошлом, которой мы располагаем в настоящее время, означает, что мы должны постоянно обновляться.

Известно, что черная дыра в нашей галактике способна поглотить все, что находится впереди. Даже свет не может вернуться с горизонта событий. Абсолютно все, что в этом Горизонт в конечном итоге деформируется, как это происходит с пространством-временем. Любопытно, что в известной нам вселенной есть место, где законы физики в том виде, в каком мы их знаем, не могут быть применены, поскольку их не существует.

Надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете больше узнать о горизонте событий и его характеристиках.

Первые снимки горизонта событий чёрной дыры получат в 2017 году // Смотрим

Профиль

Обнаружение и изучение чёрных дыр Вселенной

11 января 2016, 17:01

(иллюстрация с сайта wattpad. com).
(иллюстрация с сайта picsfab.com).
(иллюстрация с сайта chandra.harvard.edu).

(иллюстрация с сайта wattpad.com).
(иллюстрация с сайта picsfab. com).
(иллюстрация с сайта chandra.harvard.edu).

Возможно, что уже совсем скоро снимки Плутона затмят первые «фотографии» горизонта событий чёрной дыры. Астрофизики намерены объединить мощность девяти телескопов, чтобы попробовать получить снимки «краёв» чёрной дыры, из-за которых не выходит даже свет.

Первые изображения горизонта событий чёрной дыры учёные намерены получить уже в 2017 году. Астрономы объединят мощности девяти телескопов и создадут при их помощи огромную виртуальную радиотарелку. Такой подход позволит наблюдать космические объекты с более высокой точностью.

Согласно проекту «Телескоп горизонта событий» (EHT) объединённые астрономические инструменты, находящиеся в Испании, Мексике, США, Чили и других странах, будут действовать как единый телескоп. Как отмечает команда EHT, фактически мы получим виртуальный телескоп размером с Землю.

Целью исследования станет чёрная дыра Стрелец А* — компактный радиоисточник, находящийся в центре Млечного Пути. Он в 17 раз больше Солнца и находится в 25000 световых лет от Земли. Она занимает в небе участок равный площади компакт-диска, положенного на поверхность Луны.

Все необходимые технические подготовительные работы, а также теоретические подсчёты уже проведены. «Мы практически готовы. Техническая фаза подготовки уже завершена, телескопы распложены на своих местах. Выполнена и теоретическая работа», — рассказала член команды проекта EHT Фариаль Озель (Feryal Ozel) из Университета Аризоны на 227-й встрече американского астрономического общества.

Однако есть ещё несколько задач, которые предстоит решить, отмечает она. «Всё-таки размеры чёрной дыры чрезвычайно малы в небе. Но мы надеемся провести всесторонние наблюдения в начале 2017 года», — отметила Озель.

Горизонт событий представляет собой границу, отделяющую «внутреннюю часть» чёрной дыры от Вселенной. Всё, что пересекает горизонт событий, не может избежать невероятного притяжения чёрной дыры. Вокруг же самой границы существует много газа, сжатого под действием силы тяжести.

Как считают учёные, вести наблюдения лучше всего с помощью радиоволн, так как они меньше рассеиваются окружающим пространством. Потребовалось немало теоретических расчётов, отмечает Озель, прежде чем учёные остановились на конкретной длине волны — 1,3 миллиметра.

Астрофизик предполагает, что на «фотографии» чёрная дыра будет выглядеть как полумесяц. Это можно объяснить тем, что вещество, перед попаданием в чёрную дыру, некоторое время вращается вокруг неё. Материя на одной стороне смещается по направлению к Земле, и её свет становится ярче из-за эффекта Доплера. Другая же сторона, «отражающая» газ, будет выглядеть темнее.

По мнению исследователей, наблюдения границ чёрной дыры будут иметь большое значение для научного мира. Изучение того, как чёрная дыра влияет на пространство и время, вполне вероятно, поможет учёным проверить теорию относительности Эйнштейна, как никогда раньше. Кроме того, астрофизики намерены в будущем заглянуть за пределы Млечного Пути и изучить чёрную дыру Messier 87.

Ранее Стивен Хокинг выдвинул любопытное предположение, пытаясь ответить на вопрос, который давно мучает физиков – что происходит с объектами, когда они попадают за горизонт событий. Известный учёный полагает, что чёрные дыры не поглощают и не уничтожают физическую информацию об объектах, а сохраняют её в виде двухмерной голограммы.

новости

Весь эфир

астрономов сфотографировали магнитные поля на краю черной дыры M87

24 марта 2021 г.

Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT), которая сделала первое в истории изображение черной дыры, представила сегодня новое изображение массивного объекта в центре галактики M87: как он выглядит в поляризованном свете. Это первый раз, когда астрономы смогли измерить поляризацию, сигнатуру магнитных полей, так близко к краю черной дыры. Наблюдения являются ключом к объяснению того, как галактика M87, расположенная на расстоянии 55 миллионов световых лет от нас, способна запускать мощные джеты из своего ядра.

«Сейчас мы наблюдаем еще одно важное свидетельство, позволяющее понять, как ведут себя магнитные поля вокруг черных дыр и как активность в этом очень компактном регионе космоса может вызывать мощные струи, простирающиеся далеко за пределы галактики», — говорит координатор Моника Мосьцибродска. член рабочей группы по поляриметрии EHT и доцент в Radboud Universiteit в Нидерландах.

10 апреля 2019 года ученые опубликовали первое в истории изображение черной дыры, на котором была обнаружена яркая кольцеобразная структура с темной центральной областью — тенью черной дыры. С тех пор коллаборация EHT углубилась в данные о сверхмассивном объекте в центре галактики M87, собранные в 2017 году. Они обнаружили, что значительная часть света вокруг черной дыры M87 поляризована.

«Эта работа является важной вехой: поляризация света несет информацию, которая позволяет нам лучше понять физику изображения, которое мы видели в апреле 2019 года, что было невозможно раньше», — объясняет Иван Марти-Видаль, также координатор Рабочая группа по поляриметрии EHT и заслуженный исследователь GenT Университета Валенсии, Испания. Он добавляет, что «обнародование этого нового изображения в поляризованном свете потребовало многих лет работы из-за сложных методов, используемых для получения и анализа данных. ”

Свет становится поляризованным, когда он проходит через определенные фильтры, такие как линзы поляризованных солнцезащитных очков, или когда он излучается в горячих областях пространства, которые намагничены. Точно так же, как поляризованные солнцезащитные очки помогают нам лучше видеть, уменьшая отражения и блики от ярких поверхностей, астрономы могут улучшить свое видение области вокруг черной дыры, наблюдая за тем, как поляризован исходящий оттуда свет. В частности, поляризация позволяет астрономам отображать силовые линии магнитного поля на внутреннем краю черной дыры.

«Недавно опубликованные поляризованные изображения являются ключом к пониманию того, как магнитное поле позволяет черной дыре «поедать» материю и запускать мощные струи», — говорит член коллаборации EHT Эндрю Чел, научный сотрудник НАСА «Хаббл» в Принстонском центре теоретических исследований и исследований. Принстонская инициатива гравитации в США.

Вид сверхмассивной черной дыры M87 в поляризованном свете:
Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT), которая сделала первое в истории изображение черной дыры, опубликованное в 2019 году., имеет сегодня новый взгляд на массивный объект в центре галактики Мессье 87 (M87): как он выглядит в поляризованном свете. Это первый раз, когда астрономы смогли измерить поляризацию, сигнатуру магнитных полей, так близко к краю черной дыры.
Это изображение показывает поляризованный вид черной дыры в M87. Линии отмечают ориентацию поляризации, которая связана с магнитным полем вокруг тени черной дыры.
Кредит: Сотрудничество EHT

Яркие струи энергии и материи, исходящие из ядра M87 и простирающиеся не менее чем на 5000 световых лет от ее центра, являются одной из самых загадочных и энергичных особенностей галактики. Большая часть вещества, находящегося близко к краю черной дыры, падает внутрь. Однако некоторые из окружающих частиц ускользают за несколько мгновений до захвата и выбрасываются далеко в космос в виде струй.

Астрономы полагались на различные модели того, как материя ведет себя вблизи черной дыры, чтобы лучше понять этот процесс. Но они до сих пор точно не знают, как из ее центральной области, размером с Солнечную систему, запускаются струи размером больше галактики, и как именно материя попадает в черную дыру. С новым EHT-изображением черной дыры и ее тени в поляризованном свете астрономам впервые удалось заглянуть в область сразу за черной дырой, где происходит это взаимодействие между втекающей и выбрасываемой материей.

Наблюдения дают новую информацию о структуре магнитных полей сразу за пределами черной дыры. Команда обнаружила, что только теоретические модели с сильно намагниченным газом могут объяснить то, что они видят на горизонте событий.

«Наблюдения показывают, что магнитные поля на краю черной дыры достаточно сильны, чтобы отталкивать горячий газ и помогать ему сопротивляться гравитационному притяжению. Только газ, просачивающийся через поле, может по спирали устремиться к горизонту событий».0012 объясняет Джейсон Декстер, доцент Колорадского университета в Боулдере, США, и координатор рабочей группы по теории EHT.

Чтобы наблюдать за сердцевиной галактики M87, совместная работа объединила восемь телескопов по всему миру, чтобы создать виртуальный телескоп размером с Землю, EHT. Впечатляющее разрешение, полученное с помощью EHT, эквивалентно разрешению, необходимому для измерения длины кредитной карты на поверхности Луны.

Эта установка позволила команде непосредственно наблюдать тень черной дыры и кольцо света вокруг нее, а новое изображение в поляризованном свете ясно показывает, что кольцо намагничено. Результаты опубликованы сегодня в двух отдельных статьях в The Astrophysical Journal Letters коллаборацией EHT. В исследовании приняли участие более 300 исследователей из различных организаций и университетов по всему миру.

EHT быстро совершенствуется, в сеть вносятся технологические усовершенствования и добавляются новые обсерватории. Мы ожидаем, что будущие наблюдения EHT более точно раскроют структуру магнитного поля вокруг черной дыры и расскажут нам больше о физике черной дыры. горячий газ в этом регионе », — заключает член коллаборации EHT Джонгхо Пак, член Ассоциации основных обсерваторий Восточной Азии в Институте астрономии и астрофизики Academia Sinica в Тайбэе.

Дополнительная информация

Это исследование было представлено в двух статьях, опубликованных сегодня в The Astrophysical Journal.

В коллаборации EHT участвуют более 300 исследователей из Африки, Азии, Европы, Северной и Южной Америки. Международное сотрудничество работает над получением самых подробных изображений черной дыры, когда-либо полученных путем создания виртуального телескопа размером с Землю. Поддерживаемый значительными международными инвестициями, EHT связывает существующие телескопы с помощью новых систем, создавая принципиально новый инструмент с самой высокой угловой разрешающей способностью, которая когда-либо была достигнута.

Отдельные задействованные телескопы: ALMA, APEX, 30-метровый телескоп IRAM, обсерватория IRAM NOEMA, телескоп Джеймса Клерка Максвелла (JCMT), Большой миллиметровый телескоп (LMT), Субмиллиметровая решетка (SMA), Субмиллиметровый телескоп ( SMT), Телескоп Южного полюса (SPT), Телескоп Китт-Пик и Гренландский телескоп (GLT).

Консорциум EHT состоит из 13 заинтересованных институтов: Института астрономии и астрофизики Academia Sinica, Университета Аризоны, Чикагского университета, Восточноазиатской обсерватории, Франкфуртского университета им. Гете, Миллиметрического института радиоастрономии, Большого миллиметрового телескопа, Института Макса Планка. для радиоастрономии, обсерватории Хейстек Массачусетского технологического института, Национальной астрономической обсерватории Японии, Института теоретической физики периметра, Университета Рэдбауд и Смитсоновской астрофизической обсерватории.

Информация о визуальном материале

- Изображение: Поляризованное излучение кольца в M87 — JPEG [8,8 Мб] – TIFF [10 Мб]
- Краткая подпись: Поляризованный вид черной дыры в M87 . Линии отмечают ориентацию поляризации, которая связана с магнитным полем вокруг тени черной дыры.
  Авторы и права: © EHT Collaboration
- Видео: Увеличить Мессье 87, включая поляризованное излучение кольца (47 с) — YouTube, MP4 [81 Мб], UHD AVI [3,3 Гб]
- Надпись: Приближаемся к сердцу M87, чтобы увидеть новый вид черной дыры
  Это увеличенное видео начинается с обзора ALMA, телескопа, партнером которого является ESO и который является частью телескопа Event Horizon. и увеличивает изображение центра M87, последовательно показывая более подробные наблюдения. В конце видео мы видим первое в истории изображение черной дыры — впервые выпущенное в 2019 году.— за которым последовало новое изображение, выпущенное в 2021 году: как этот сверхмассивный объект выглядит в поляризованном свете. Это первый раз, когда астрономы смогли измерить поляризацию, сигнатуру магнитных полей, так близко к краю черной дыры.
  Кредит: © ESO/L. Calçada, Оцифрованный обзор неба 2, ESA/Hubble, RadioAstron, De Gasperin et al., Kim et al., EHT Collaboration. Музыка: Никлас Фальке
- Видео: Изображение М 87 через поляризатор света – MP4 [11,7 Мб]
- Надпись: Изображение M 87 с поляризатором
  Представление эффекта поляризатора и того, как векторы поляризации в кольцевом изображении M 87 создаются комбинацией различных линейно поляризованных компонентов.
  Кредит: © Иван Марти, Университет Валенсии и коллаборация EHT
- Видео: Что такое поляризация? — YouTube
- Надпись: Свет — это колеблющаяся электромагнитная волна. Если волны имеют предпочтительное направление колебаний, они поляризованы. В космосе движущийся горячий газ или «плазма», пронизанная магнитным полем, излучает поляризованный свет. Лучи поляризованного света, которым удается избежать притяжения черной дыры, попадают в отдаленную камеру. Интенсивность световых лучей и их направление — это то, что мы наблюдаем с помощью телескопа «Горизонт событий» .
  Авторы и права: @ EHT Collaboration и Fink Studios
- Видео: Магнитные поля и изображения черных дыр — YouTube | видео | MP4 [173 Мб]
- Надпись: Как магнитные поля влияют на изображения черных дыр | Телескоп Event Horizon
  Черные дыры окутаны плазмой. Эта плазма имеет магнитные поля — области, где магнетизм влияет на движение материи — пронизаны повсюду. По мере того, как магнитное поле становится сильнее, оно меняет форму, и измеряемый нами поляризованный свет демонстрирует разные узоры.
  Кредит: © EHT Collaboration и Crazybridge Studios.
- Изображение: групповое фото семинара по поляриметрии, состоявшегося в Бонне в июле 2019 г. – JPEG [7,8 Мб]
- Краткая подпись: Групповое фото семинара, на котором была начата визуализация магнитных полей в Институте радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне, Германия, 15–19 июля 2021 г.
  Фото: © Э. Траяну/MPIfR
- Анимированное изображение: переход между наблюдаемым поляризационным изображением и наиболее подходящим теоретическим изображением – GIF [7,6 Мб]
- Заголовок: Переход между наблюдаемым поляризационным изображением и наиболее подходящим теоретическим изображением
  Фото: © Моника Мосьцибродска и Сара Иссаун, Radboud Universiteit Nijmegen и EHT Collaboration
- Изображение: Комбинированное изображение M 87 и кольца в поляризации – Пейзаж: PDF [11,3 МБ] | TIFF [22,9 МБ]; Портрет: PDF [8,6 Мб] | ТИФФ [19,4 МБ]
- Надпись: Вид сверхмассивной черной дыры и джета M 87 в поляризованном свете
  На этом составном изображении показаны три вида центральной области галактики Мессье 87 (M87) в поляризованном свете. Галактика имеет сверхмассивную черную дыру в центре и известна своими джетами, простирающимися далеко за пределы галактики. Одно из изображений в поляризованном свете, полученное с помощью расположенной в Чили Атакамской большой миллиметровой/субмиллиметровой решетки (ALMA), показывает часть джета в поляризованном свете размером 6000 световых лет от центра галактики. Другие изображения в поляризованном свете приближаются к сверхмассивной черной дыре: средний вид охватывает область размером около одного светового года и был получен с помощью сверхдлинной базовой линии Национальной радиоастрономической обсерватории (VLBA) в США. Наиболее увеличенное изображение было получено путем соединения восьми телескопов по всему миру для создания виртуального телескопа размером с Землю, Телескоп горизонта событий или EHT. Это позволяет астрономам очень близко видеть сверхмассивную черную дыру, область, откуда запускаются джеты. Линии отмечают ориентацию поляризации, которая связана с магнитным полем в изображенных областях. Данные ALMA дают описание структуры магнитного поля вдоль джета. Таким образом, объединенная информация от EHT и ALMA позволяет астрономам исследовать роль магнитных полей от окрестности горизонта событий (по данным EHT в масштабе световых дней) до далеко за пределами галактики M87 вдоль ее мощных джетов (по данным зондов). с ALMA в масштабах тысячи световых лет). Значения в ГГц относятся к частотам света, при которых проводились различные наблюдения. Горизонтальные линии показывают масштаб (в световых годах) каждого отдельного изображения.
  Кредит: Сотрудничество EHT; ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Годди и др.; VLBA (НРАО), Кравченко и др.; Дж. К. Альгаба, И. Марти-Видаль

Ссылки

Веб-сайт и пресс-релиз EHT
Пресс-релиз Гарварда/CfA
Пресс-релиз ИРАМ
Пресс-релиз MPIfR
Образы АЛМА
Изображения АПЕКС
Пресс-релиз ESO
Оригиналы документов:

- Публикация наблюдений: Результаты первого телескопа M87 Event Horizon. VII. Поляризация кольца , Письма в астрофизический журнал, Vol. 910, L12, 24 марта 2021 г. doi:10.3847/2041-8213/abe71d
- Публикация теории: Результаты первого телескопа M87 Event Horizon. VIII. Структура магнитного поля вблизи горизонта событий , Письма из астрофизического журнала, Vol. 910, L13, 24 марта 2021 г. doi:10.3847/2041-8213/abe4de
- Связанная публикация: Поляриметрические свойства целей телескопа Event Horizon от ALMA , Goddi, Martí-Vidal, Messias и EHT Collaboration, The Astrophysical Journal Letters, Vol. 910, XX, 24 марта 2021 г. doi:10.3847/2041-8213/abee6a

ESOcast 235 Light: астрономы сфотографировали магнитные поля на краю черной дыры
Комикс EHT от NAOJ (формат PDF, 39,1 МБ)

Контакты

Monika Mościbrodzka
Radboud Universiteit
Nijmegen, Нидерланды
Тел.: +31 (0)24 365 28 04
Электронная почта: m. [email protected]
Ivan Martí Vidal
Universitat de València
Burjassot, Валенсия, Испания
Тел. +34 963 543 078
Электронная почта: [email protected]
Джейсон Декстер
Университет Колорадо
Боулдер, Колорадо, США
Тел.: +1-303-492-7836
Электронная почта: [email protected]
Andrew Chael
Princeton University
Princeton, NJ, USA
Тел.: +1-609-258-1149
Электронная почта: [email protected]
Jongho Park
Academia Sinica, Институт астрономии и астрофизики
Taipei
Тел.: +886 (0979) 707 182
Электронная почта: [email protected]
Сара Иссаун
Radboud Universiteit
Неймеген, Нидерланды
Тел.: +31 (0)6 84526627
Электронная почта: [email protected]
Хуиб Ян ван Лангевелде
Директор проекта EHT
Объединенный институт РСДБ ERIC
Двингелоо, Нидерланды
Телефон: +31-521-596515 (офис), +31-62120 1419 (моб. )
Электронная почта: [email protected]
Geoffrey C. Bower
Научный сотрудник проекта EHT
Academia Sinica Институт астрономии и астрофизики
Hilo, HI, USA
Тел.: +1 (510) 847-1722 (моб.)
Электронная почта: [email protected]

Блог | Телескоп горизонта событий

6 августа 2022 г.

Ученые телескопа Event Horizon (EHT) сфотографировали далекий блазар J1924-2914 с беспрецедентным угловым разрешением, открыв ранее невидимые детали структуры источника. Блазары — это мощные активные галактические ядра, в которых сверхмассивные черные дыры выбрасывают релятивистские струи, направленные вдоль нашего луча зрения. Блазар может затмить всю свою галактику, и его можно наблюдать с расстояния в миллиарды световых лет с помощью наших радиотелескопов.

…

Подробнее о Разрешение ядра блазара J1924-2914 с помощью телескопа горизонта событий

14 июня 2022 г.

Сотрудничество Телескопов горизонта событий (EHTC) приветствует критический, независимый анализ и интерпретацию наших опубликованных результатов. Мы публикуем подробные описания наших методов, а также необработанные данные, продукты данных и сценарии анализа, чтобы обеспечить прозрачность, точность и воспроизводимость.

EHT-изображения M87 являются одними из наиболее проверенных интерферометрических изображений, когда-либо опубликованных (1,2). Четыре независимых анализа (3, 4, 5, 6) реконструировали кольцеобразную структуру M87 с использованием разнообразного набора методов. Эти усилия дополняют три…

Подробнее о повторном анализе данных EHT

12 мая 2022 г.

Астрономы представили первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре нашей собственной галактики Млечный Путь. Этот результат предоставляет убедительные доказательства того, что объект 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) Collaboration с использованием наблюдений всемирной сети радиотелескопов.

Изображение представляет собой долгожданный взгляд на массивный объект, который находится в…

Подробнее о Астрономы показали первое изображение черной дыры в сердце нашей Галактики

12 мая 2022 г.

Сотрудничество Телескопов горизонта событий (EHTC) и Совместная обсерватория ALMA (JAO) объявляют о выпуске общедоступных данных 1-мм наблюдений интерферометрии со сверхдлинной базой (РСДБ) с помощью Телескопа горизонта событий (EHT) в апреле 2017 года. Общая цель наблюдений состоит в том, чтобы отобразить сверхмассивные черные дыры M 87* и Стрелец A* в масштабах горизонта событий и отобразить АЯГ OJ 287, 3C 279., Центавр A и NGC 1052 в высоком разрешении.

Пакеты общедоступных данных доступны по адресу. ..

Подробнее о выпуске общедоступных данных Event Horizon Telescope 2017 Observations

29 апреля 2022 г.

На одновременных пресс-конференциях будут объявлены новаторские результаты совместной работы телескопа Event Horizon, которые будут синхронизированы в 13:00 по всемирному времени 12 мая 2022 года. Они будут проводиться в сотрудничестве с Национальным научным фондом США, Европейской южной обсерваторией, Объединенной Обсерватория ALMA и другие финансирующие агентства и учреждения. Эти события также будут транслироваться онлайн. Перечислены события в алфавитном порядке (указано местное время).

Garching bei München, European…

Подробнее о сотрудничестве Event Horizon Telescope, чтобы объявить новаторские результаты Млечного Пути 12 мая 2022 г., в 13:00 UT

19 июля 2021 г.

Международная команда под эгидой коллаборации Event Horizon Telescope (EHT), которая известна тем, что сделала первое изображение черной дыры в галактике Мессье 87, теперь с беспрецедентной детализацией сфотографировала сердце ближайшей радиогалактики Центавр А. Астрономы определяют местоположение центральной сверхмассивной черной дыры и раскрывают, как рождается гигантский джет. Наиболее примечательно то, что только внешние края струи излучают излучение, что бросает вызов нашим теоретическим моделям струи. Эта работа под руководством Михаэля Янссена из…

Узнайте больше о EHT Pinpoints Dark Heart of the Nearest Radio Galaxy

14 июля 2021 г.

Открытое в 2020 году партнерство Смитсоновской астрофизической обсерватории с Национальным обществом чернокожих физиков приветствует двух стажеров летом 2021 года для работы над научными исследованиями телескопа Event Horizon.

Кембридж, Массачусетс (14 июля 2021 г.) — Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт приветствовал двух новых летних стажеров благодаря союзу между Национальным обществом чернокожих физиков (NSBP) и…

Узнайте больше о программе стипендий NSBP/SAO EHT, достигшей рубежа второго года

18 мая 2021 г.

Event Horizon Telescope Collaboration ученые используют данные, которые позволили получить первое изображение черной дыры, чтобы определить ее фундаментальные свойства.

В 2019 году коллаборация EHT опубликовала первое изображение черной дыры, расположенной …

Подробнее о Теория Эйнштейна может объяснить существование черной дыры M87*

14 апреля 2021 г.

24 марта 2021 г.

…

Подробнее об астрономических изображениях магнитных полей на краю черной дыры M87

1 из 4
››

Ученые хотят видео черных дыр после второго исторического фото

Изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, гиганта, получившего название Стрелец A*, получено телескопом Event Horizon 12 мая 2022 года.
(Изображение предоставлено коллаборацией Event Horizon Telescope)

Только что обнародовав свое первое изображение черной дыры в центре нашей галактики, Телескоп Горизонта Событий готов сделать следующие шаги, засняв видеоролики, в которых газ турбулентно течет в черную дыру.

Два изображения черных дыр, сделанные Телескопом Event Horizon (EHT) — изображение Стрельца A* в Млечном Пути и изображение черной дыры в центре галактики M87 — являются моментальными снимками. во время. Черные дыры постоянно взбалтываются, поскольку газ вращается вокруг их поверхности или горизонта событий, но неподвижные изображения на самом деле не показывают этого перемешивания.

Итак, ученые мечтают о фильмах, снятых путем многократного отображения черных дыр в течение месяцев и лет. Исследователи надеются, что такие фильмы покажут эволюцию аккреционных дисков черных дыр по мере того, как на них течет газ, и то, как магнитные поля внутри диска запутываются и закручиваются, когда они затягиваются вокруг черных дыр.

Уже были попытки снять фильм. «Мы попробовали это с данными за 2017 год», — сказала Кэти Боуман, ученый-компьютерщик из Калифорнийского технологического института, во время пресс-конференции NSF в четверг (12 мая), имея в виду серию наблюдений 2017 года, в результате которой были получены данные, лежащие в основе изображений. обеих черных дыр.

Стрелец A* на фотографиях : Первая фотография чудовищной черной дыры Млечного Пути объясняется на изображениях

«Мы разработали алгоритмы, которые позволили нам снимать фильмы, и применили их к данным», — добавила она. «Мы увидели, что, хотя там было что-то интересное, данные, которые у нас есть в настоящее время, недостаточно ограничивают этот фильм, чтобы сказать что-то, в чем мы действительно уверены».

Таким образом, ученым нужно больше данных, прежде чем можно будет снимать видео, но сбор этих данных занимает много времени, а телескопы, составляющие проект EHT, должны завершить другие программы наблюдения.

Чтобы решить эту задачу, инженеры внедряют технические усовершенствования, чтобы к 2024 году астрономы EHT могли включать и выключать наблюдения. Эта возможность позволит ученым использовать свободное время на телескопах в течение длительного периода, а не наблюдательную кампанию, длящуюся неделю или две.

Винсент Фиш, астрофизик из обсерватории Стога сена Массачусетского технологического института, описывает этот подход как быстрое наблюдение. «Вы делаете свои наблюдения, а затем [телескопы] могут вернуться и заниматься другими науками в остальное время», — сказал Фиш во время пресс-конференции NSF.

Хотя эти гибкие наблюдения начнутся в 2024 году, ученым EHT потребуется несколько лет, чтобы обработать данные в фильм с использованием методов визуализации, описанных Боуманом.

Млечный Путь против M87 : На фотографиях, сделанных телескопом Event Horizon, видны две совершенно разные черные дыры-монстры

Первой кинозвездой станет черная дыра в M87, эллиптической галактике в центре скопления галактик Девы, 54,5 миллиона световых лет от Земли . Несмотря на большое расстояние, эта черная дыра на самом деле появляется на небе размером со Стрелец А*, потому что она намного больше. Газовое кольцо, изображенное вокруг Стрельца А*, может поместиться внутри орбиты Меркурий , радиус которого составляет около 36 миллионов миль (58 миллионов километров), в то время как черная дыра в M87 могла легко охватить орбиты всех планет Солнечной системы .

Огромный размер черной дыры M87 действительно помогает, когда дело доходит до создания фильмов. Поскольку Стрелец A* намного меньше, изменения происходят намного быстрее, когда газ распространяется вокруг черной дыры — слишком быстро, чтобы можно было отследить спорадические наблюдения с помощью EHT. Поскольку черная дыра M87 настолько огромна, изменения в ее газовом кольце становятся очевидными только через недели или месяцы, что позволяет снимать фильмы в более величественном темпе.

Гибкое наблюдение имеет и другие преимущества. Иногда черные дыры взрываются, разрывая на части астероид или газовое облако, подошедшее слишком близко. Наблюдение за такими вспышками требует быстрого наблюдения, чего EHT до сих пор не могла сделать, учитывая логистику, связанную с организацией времени на телескопах и установкой необходимого оборудования. Благодаря гибким наблюдениям EHT сможет отслеживать одним щелчком переключателя, если астрономы заметят вспышку в M87 или даже в Стрельце A*.

«Это очень много для того, чтобы улавливать кратковременные вспышки», — сказал Space.com Райан Хикокс, астрофизик из Дартмутского колледжа.

Несмотря на то, что нам не следует ожидать каких-либо фильмов о Стрельце A* в ближайшее время, тем временем там есть на что посмотреть. EHT уже измерил уровень поляризации в свете газового диска M87 , что говорит астрономам о силе и направлении магнитных полей, заключенных в диске, возможно, исходящих от самой черной дыры.

«Нашим следующим шагом будет создание поляризованных изображений Стрельца А*, чтобы мы могли видеть магнитные поля вблизи черной дыры и видеть, как они таскаются вокруг самой черной дыры», — Майкл Джонсон, исследователь Об этом заявил астрофизик Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики во время пресс-конференции NSF.

Еще один шаг улучшит представление EHT о черных дырах. Семь обсерваторий сотрудничали, чтобы получить изображение черной дыры M87; с добавлением телескопа Южного полюса восемь обсерваторий приняли участие в съемке Стрельца A*.

Телескоп Горизонта Событий работает с помощью интерферометрии со сверхдлинной базой — метода, который объединяет телескопы в пары. Расстояние между телескопами, которое ученые называют «базовой линией», эквивалентно апертуре обычного телескопа.

Если к проекту EHT сможет присоединиться больше телескопов, то базовые линии, соединяющие обсерватории, могут увеличиться в количестве и длине. Удлинение базовых линий увеличивает разрешение, позволяя ученым видеть более мелкие детали. Между тем, увеличение количества базовых линий увеличивает чувствительность EHT и количество углов обзора. Этот фактор проявляется на изображении Стрельца A*, которое кажется пятнистым: эти яркие пятна не являются горячими точками, а скорее отмечают области, где углы обзора большего количества пар телескопов совпали, что привело к более сильному сигналу.

Три новых телескопа были добавлены к EHT с тех пор, как были запущены изображения M87 и Стрелец A*. Это Гренландский телескоп, обсерватория IRAM NOEMA во французских Альпах и 12-метровый телескоп Китт-Пик в Аризоне. Поскольку проект Гренландского телескопа находится так далеко на севере, он может наблюдать только M87, а не Стрелец A *; с другой стороны, телескоп Южного полюса не может видеть M87. Таким образом, каждую черную дыру смогут наблюдать только 10 телескопов.

«Добавление новых станций очень поможет», сказал Хикокс.

А что насчет других черных дыр в других галактиках? К сожалению, пока нам, возможно, придется довольствоваться двумя черными дырами.

«Одна из проблем заключается в том, что на самом деле не существует черных дыр с достаточно большим горизонтом событий, который можно было бы легко отобразить с помощью телескопа горизонта событий», — сказал Хикокс.

Это не значит, что EHT не может их наблюдать. В сети уже наблюдались джеты некоторых активных галактик, таких как квазар 3C273 9.0446, который находится на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли и имеет центральную черную дыру с массой около 880 миллионов солнечных.

Эти самолеты могут быть удивительно информативными, сказал Хикокс. «В этих струях есть много действительно интересных структур, которые говорят нам о том, как частицы ускоряются вокруг черной дыры и как они взаимодействуют с окружающей средой после того, как были выброшены, и как работают магнитные поля, и каков состав этих частиц. и все такое прочее, что влияет на то, как эти струи затем воздействуют на газ в очень больших масштабах вокруг их галактики», — сказал он.

Истории по теме:

Учитывая, что программа наблюдений EHT на 2020 год была отменена из-за пандемии COVID-19, можно наверстать упущенное время. Однако пауза дала ученым возможность обработать изображение Стрельца А* и разработать новые технологии и алгоритмы обработки изображений, с помощью которых можно было бы извлечь из изображений больше деталей.

Мы едва коснулись того, что могут нам рассказать эти две черные дыры. Вращаются ли они, и если да, то как быстро? Откуда берутся их магнитные поля? Потребляют ли они газ внезапными глотками или они поглощают газ более постепенно? И как они влияют на свое непосредственное окружение в своих галактиках?

С появлением изображения Стрельца A* ответы на некоторые из этих вопросов могут оказаться у нас почти под рукой.