В центре галактики черная дыра: Черная дыра в центре нашей Галактики |

Содержание

Черная дыра в центре нашей Галактики становится все более активной

https://ria.ru/20200317/1568730703.html

Черная дыра в центре нашей Галактики становится все более активной

Черная дыра в центре нашей Галактики становится все более активной — РИА Новости, 17.03.2020

Черная дыра в центре нашей Галактики становится все более активной

Новые наблюдения подтвердили, что начиная с 2014 года активность сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики усиливается. Результаты исследования… РИА Новости, 17.03.2020

2020-03-17T15:10

2020-03-17T20:15

наука

космос — риа наука

физика

космос

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/148736/74/1487367482_0:208:946:740_1920x0_80_0_0_2b4bf85edb14a57a80d5005f0165e2a7.jpg

МОСКВА, 17 мар — РИА Новости. Новые наблюдения подтвердили, что начиная с 2014 года активность сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики усиливается. Результаты исследования описаны в статье, принятой к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Препринт статьи доступен в онлайн-библиотеке arXiv.org.Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра, находящаяся в 26 тысячах световых лет от нас, в центре Млечного Пути, не отличается особенной активностью в сравнении с аналогичными объектами в центрах многих других галактик, которые активно подпитываются материалом из окружающего пространства. Тем не менее яркость центра нашей Галактики ежедневно немного колеблется по электромагнитному спектру. А с 2014 года излучение Стрельца А* набирает силу. Окрестности этой черной дыры испускают все больше мощных вспышек, которые со временем становятся все ярче.В 2017 году бельгийский астрофизик Энмануэль Моссу (Enmanuelle Mossoux) из Льежского университета и французский астроном Никола Гроссо (Nicolas Grosso) из Страсбургской астрономической обсерватории опубликовали отчет о 16-летнем наблюдении за черной дырой Стрелец А* космическими телескопами XMM-Newton, Chandra и Swift. За этот период они зарегистрировали в общей сложности 107 вспышек, интенсивность которых с 2014 года стала нарастать. В статье отмечалось, что с 31 августа 2014 года количество ярких рентгеновских вспышек увеличилось в три раза, а количество слабых вспышек с августа 2013 года, наоборот, уменьшилось.Сейчас эти же ученые вместе со своими коллегами подготовили отчет за период с 2016 по 2018 год, из которого видно, что наш галактический центр становится все более беспокойным. За этот период астрономы наблюдали 14 новых вспышек, что вместе с предыдущими данными составляет в общей сложности 121 вспышку за период с 1999 по 2018 год.Авторы приводят также результаты предварительного анализа данных за 2019 год, в течение которого телескоп Swift зарегистрировал целых четыре ярких вспышки — небывалое количество за такой короткий период. Данные телескопов XMM-Newton и Chandra за 2019 год еще готовятся к публикации. После того как они будут опубликованы, по мнению ученых, можно будет делать предварительные выводы о причинах повышенной рентгеновской активности — это могут быть эпизоды аккреции, приливной активности или влияние проходящих астероидов. Повторный анализ не подтвердил снижение количества слабых вспышек, о котором говорилось в статье 2017 года, они оставались довольно стабильными в течение всего периода наблюдений. А вот сильных вспышек стало намного больше.Хотя исследование касается только рентгеновского диапазона волн, авторы отмечают, что и в ближнем инфракрасном диапазоне в прошлом году черная дыра в 75 раз превышала свою обычную яркость. Авторы пишут, что это «беспрецедентно по сравнению с историческими данными».Ученые надеются, что наблюдения на других длинах волн помогут выяснить, что заставляет черную дыру в центре нашей Галактики проявлять непонятную активность.»Начиная с 2014 года активность Стрельца А* растет на нескольких длинах волн, — резюмируют в статье астрономы. — Дополнительные наблюдения позволят подтвердить эту беспрецедентную активность сверхмассивной черной дыры и выяснить ее источник».

https://ria.ru/20190812/1557408191.html

https://ria.ru/20200122/1563746123.html

космос

РИА Новости

4. 7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2020

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/148736/74/1487367482_0:119:946:829_1920x0_80_0_0_d35e71701e0770aec25eeafff9ef1179.jpg

1920

true

РИА Новости

4.7

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

космос — риа наука, физика, космос

Наука, Космос — РИА Наука, Физика, Космос

МОСКВА, 17 мар — РИА Новости. Новые наблюдения подтвердили, что начиная с 2014 года активность сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики усиливается. Результаты исследования описаны в статье, принятой к публикации в журнале Astronomy & Astrophysics. Препринт статьи доступен в онлайн-библиотеке arXiv.org.

Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра, находящаяся в 26 тысячах световых лет от нас, в центре Млечного Пути, не отличается особенной активностью в сравнении с аналогичными объектами в центрах многих других галактик, которые активно подпитываются материалом из окружающего пространства. Тем не менее яркость центра нашей Галактики ежедневно немного колеблется по электромагнитному спектру. А с 2014 года излучение Стрельца А* набирает силу. Окрестности этой черной дыры испускают все больше мощных вспышек, которые со временем становятся все ярче.

В 2017 году бельгийский астрофизик Энмануэль Моссу (Enmanuelle Mossoux) из Льежского университета и французский астроном Никола Гроссо (Nicolas Grosso) из Страсбургской астрономической обсерватории опубликовали отчет о 16-летнем наблюдении за черной дырой Стрелец А* космическими телескопами XMM-Newton, Chandra и Swift. За этот период они зарегистрировали в общей сложности 107 вспышек, интенсивность которых с 2014 года стала нарастать. В статье отмечалось, что с 31 августа 2014 года количество ярких рентгеновских вспышек увеличилось в три раза, а количество слабых вспышек с августа 2013 года, наоборот, уменьшилось.

Сейчас эти же ученые вместе со своими коллегами подготовили отчет за период с 2016 по 2018 год, из которого видно, что наш галактический центр становится все более беспокойным. За этот период астрономы наблюдали 14 новых вспышек, что вместе с предыдущими данными составляет в общей сложности 121 вспышку за период с 1999 по 2018 год.

12 августа 2019, 11:24Наука

Черная дыра в центре Млечного Пути внезапно проснулась, заявляют ученые

Авторы приводят также результаты предварительного анализа данных за 2019 год, в течение которого телескоп Swift зарегистрировал целых четыре ярких вспышки — небывалое количество за такой короткий период. Данные телескопов XMM-Newton и Chandra за 2019 год еще готовятся к публикации. После того как они будут опубликованы, по мнению ученых, можно будет делать предварительные выводы о причинах повышенной рентгеновской активности — это могут быть эпизоды аккреции, приливной активности или влияние проходящих астероидов.

Повторный анализ не подтвердил снижение количества слабых вспышек, о котором говорилось в статье 2017 года, они оставались довольно стабильными в течение всего периода наблюдений. А вот сильных вспышек стало намного больше.

Хотя исследование касается только рентгеновского диапазона волн, авторы отмечают, что и в ближнем инфракрасном диапазоне в прошлом году черная дыра в 75 раз превышала свою обычную яркость. Авторы пишут, что это «беспрецедентно по сравнению с историческими данными».

Ученые надеются, что наблюдения на других длинах волн помогут выяснить, что заставляет черную дыру в центре нашей Галактики проявлять непонятную активность.

«Начиная с 2014 года активность Стрельца А* растет на нескольких длинах волн, — резюмируют в статье астрономы. — Дополнительные наблюдения позволят подтвердить эту беспрецедентную активность сверхмассивной черной дыры и выяснить ее источник».

22 января 2020, 17:41Наука

Ученые впервые наблюдали, что происходит в окрестностях черной дыры

Получено изображение черной дыры в центре нашей Галактики • Алексей Левин • Новости науки на «Элементах» • Черные дыры, Астрофизика

12 мая в шести странах одновременно состоялись заранее анонсированные пресс-конференции участников международной астрономической коллаборации Event Horizon Telescope. На них был продемонстрирован «снимок» черной дыры Sgr A* в центре Млечного Пути, полученный новейшими методами радиоастрономии. Три года назад эта же коллаборация обнародовала портрет сверхмассивной черной дыры в галактике M87. Угловые размеры двух дыр близки, поскольку «наша» черная дыра примерно в 2000 раз ближе и в 1500–2000 раз легче (ее масса составляет примерно четыре миллиона солнечных масс). И хотя Sgr A* находится гораздо ближе, на получение ее изображения потребовалось гораздо больше времени. Основную сложность представляло быстрое вращение вещества вокруг нее, из-за которого картина окрестностей черной дыры постоянно менялась. Учет этих изменений потребовал колоссальных вычислительных усилий.

Международная коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) была основана по инициативе нидерландских астрофизиков Хайно Фалька (Heino Falcke) и Серы Маркофф (Sera Markoff), их гарвардского коллеги Шеперда Дойлмана (Sheperd Doeleman) и других исследователей из различных стран. Ее учредили для сбора детальной радиоастрономической информации о сверхмассивных черных дырах, скрытых в центрах большинства галактик. За несколько лет эта команда значительно расширилась и сейчас насчитывает более трехсот участников из восьми десятков научных центров.

В апреле 2017 года участники коллаборации EHT произвели мониторинг пары компактных космических источников электромагнитного излучения, расположенных в ядрах двух сильно непохожих друг на друга галактик. Один из них, известный как Стрелец А* (Sgr A*), расположен в центре нашей спиральной Галактики, удаленном от Солнца на 27 тысяч световых лет. Все собранные к тому времени астрофизические данные говорили за то, что он представляет собой потоки высокотемпературной плазмы, вращающиеся вокруг черной дыры с массой в 3–4 миллиона солнечных масс и порождающие радиоволны посредством синхротронного излучения. Второй источник пребывает в ядре гигантской эллиптической галактики М87 из созвездия Девы, удаленной от Солнца на 53–55 миллионов световых лет. Аналогичные соображения позволяли предполагать, что там находится черная дыра с массой в несколько миллиардов масс Солнца, тоже окруженная облаком горячего ионизированнного газа.

Весной 2019 года члены коллаборации обнародовали результаты мониторинга радиопотока от галактики М87, которые полностью подтвердили изначальные соображения о его природе. На их основе ученые сконструировали прогремевшее на весь мир изображение черной дыры в его центре (см. Черная дыра галактики M87: портрет в интерьере, «Элементы», 14.04.2019). Обработка наблюдений дыры в центре нашей Галактики заняла куда больше времени, и поэтому ее итоги только сейчас стали достоянием гласности. Полностью они представлены в десяти статьях (шесть основных и четыре дополнительных), опубликованных в специальном выпуске журнала The Astrophysical Journal Letters.

Новые результаты, как и их предшественников, можно с полным основанием считать триумфальным достижением не только новейших методов радиоастрономических наблюдений и их компьютерного анализа, но и социальной и информационной организации крупномасштабных исследовательских проектов в области астрономии и астрофизики. Надо отметить, что их суть отнюдь не в демонстрации существования черных дыр, которое давно не подвергается сомнению. Члены коллаборации EHT оба раза получили именно то, что и намеревались получить с самого начала (вернее, то, что было предсказано на основе общей теорией относительности и теории динамики релятивистской плазмы в сильных гравитационных полях). Участники пресс-конференции в штаб-квартире Южной Европейской обсерватории, расположенной в мюнхенском пригороде Гархинге, особо отмечали, что если бы Альберту Эйнштейну довелось ознакомиться сих заключениями, он бы с радостью улыбался, поскольку они, как и раньше, полностью подтвердили его великую теорию тяготения.

Это обстоятельство, конечно, ни в коей мере не снижает значения данных, опубликованный сейчас и три года назад. Можно с уверенностью сказать, что в близком будущем реализация проекта EHT обещает великое множество ценнейших результатов — возможно, совершенно неожиданных. Простите за напоминание общеизвестной истины — новые эффективные исследовательские технологии всегда расширяют возможности научных исследований.

Теперь немного углубимся в физику. Черные дыры не подают никаких электромагнитных сигналов и выдают свое присутствие в космосе только собственным тяготением. Точнее, речь идет о сигналах, которые можно зарегистрировать с помощью радиотелескопов. Горизонт событий черной дыры в силу чисто квантовых эффектов должен служить источником излучения элементарных частиц, преимущественно фотонов, предсказанного в 1974 году Стивеном Хокингом и носящего его имя. Однако для черных дыр космических масштабов это излучение настолько слабо, что его нельзя детектировать не только современными, но и мыслимыми в обозримом будущем методами.

Сказанное относится только к черным дырам, окруженным пустотой космического вакуума. Однако многие дыры, расположенные в галактических ядрах, окружены кольцами горячей плазмы — так называемыми аккреционными дисками. В соответствии с законами электродинамики, такие диски генерируют мощное синхротронное излучение. Нередко оттуда выбрасываются релятивистские джеты — потоки заряженных частиц, движущиеся с субсветовой скоростью, которые служат еще одним источником фотонов.

Плазменное окружение внутригалактических черных дыр генерирует электромагнитные волны различных частот — от радио до жесткого рентгена. Суммарная мощность излучения дисков сверхмассивных дыр с самой интенсивной аккрецией доходит до 10⁴⁸ эрг/сек. Для сравнения стоит отметить, что полная светимость звездного населения типичной галактики составляет 10⁴⁴ эрг/сек. Поэтому сверхмассивные черные дыры можно исследовать как с помощью радиотелескопов, так и посредством инфракрасной, оптической и рентгеновской аппаратуры. Газовое окружение черных дыр с малой плотностью окружающего вещества светит на десять и более порядков слабее, однако тоже генерирует практически весь спектр электромагнитных волн за исключением гамма-лучей.

Интересно, что ожидаемый результат мониторинга радиоизлучения черных дыр, проведенного коллаборацией EHT, был давно известен. В 1979 году французский астрофизик Жан-Пьер Люмине (Jean-Pierre Luminet) показал, что для отдаленного наблюдателя такая дыра должна выглядеть как светящееся кольцо с асимметрично распределенной яркостью (J. -P. Luminet, 1979. Image of a spherical black hole with thin accretion disk). Оно сформировано из фотонов, которым удалось покинуть свои замкнутые орбиты вокруг горизонта событий черной дыры и уйти в окружающее пространство. Искривление световых лучей вблизи горизонта приводит к появлению внутри кольца более или менее сферического темного пятна — своего рода «тени» черной дыры. Именно такие картинки и видны на снимках, обнародованных только что и в 2019 году.

Эти изображения содержат важную информацию. Теория указывает, что радиус светящегося кольца в первую очередь зависит от массы черной дыры, что позволяет ее оценить с хорошей точностью: из-за эффектов ОТО получается, что радиус «тени» в 2,6 раза больше шварцшильдовского радиуса черной дыры (подробнее об этом см. в задаче Фотонная сфера и «тень» черной дыры). Именно это дважды проделали участники коллаборации EHT. В ходе реализации своего проекта они создали интегрированную сеть из восьми крупных радиообсерваторий, которая действует как исполинский радиотелескоп планетарного размера. Она включает две чилийские обсерватории, APEX и ALMA, пару их партнеров на Гавайских островах, SMA и JCMT, мексиканский 50-метровый радиотелескоп LMT, радиотелескоп IRAM с 30-метровой антенной, расположенный на юге Испании неподалеку от Гранады, субмиллиметровый радиотелескоп SMT на горе Грэм в американском штате Аризона и телескоп SPT на Южном полюсе. Они образовали гигантский радиоинтерферометр, который регистрировал электромагнитные волны длиной 1,3 миллиметра и обеспечивал угловое разрешение порядка 25 дуговых микросекунд. Этого оказалось достаточно как для реконструкции изображений тени черных дыр и их плазменного окружения, так и для определения их масс. Для обработки первичных данных объемом 3,5 петабайт применялись мощные вычислительные комплексы, включая суперкомпьютер немецкого Института радиоастрономии Макса Планка. Кроме того, участники проекта создали уникальную библиотеку компьютерных симуляций черных дыр и их окружения, которые активно использовались и постоянно сравнивались с результатами наблюдений.

Как я уже отметил, планетарный интерферометр коллаборации EHT в апреле 2017 года провел многочасовые наблюдения обеих черных дыр. При этом мониторинг черной дыры в центре Млечного Пути оказался куда более трудоемким, хотя она и расположена примерно в две тысячи раз ближе к Земле, чем дыра в галактике М87. Это объясняется различиями в динамике плазменных потоков в окрестностях этих дыр. Диаметр горизонта событий дыры в галактике М87 в полторы тысячи раз превышает диаметр горизонта нашей «домашней» дыры. Хотя и там, и там частицы плазмы движутся с субсветовыми скоростями, их периоды обращения вокруг дыры различаются примерно в той же пропорции. Для дыры в центре Млечного Пути они измеряются несколькими минутами, а для дыры в ядре М87 — сутками и даже неделями. Поэтому фотонные потоки, достигаюшие Земли от дыры в центре Галактики, за время наблюдений сильно варьировали по структуре и яркости, в то время как излучение от дыры в М87 оставалось достаточно стабильным. Из-за этого обработка данных из центра Галактики потребовала создания новых алгоритмов и компьютерных программ и заняла намного больше времени.

По данным 2019 года, масса дыры в ядре галактики М87 в 6,5±0,7 миллиардов раз превышает массу Солнца. Черная дыра в ядре Млечного Пути куда скромнее, ее масса не превышает четырех миллионов солнечных масс. Эти оценки полностью согласуются с оценками масс этих дыр, которые были ранее получены другими методами, на чем я еще остановлюсь в конце статьи.

Новые результаты дали возможность сравнить данные по фотонному окружению двух черных дыр с весьма различными массами, что позволит лучше понять тонкие детали движения плазменных струй в их окрестности. Результаты такого сравнения, в свою очередь, приблизят разработку общей теории аккреционных дисков сверхмассивных черных дыр в гравитационных полях различной силы.

Конечно, «портреты» всего лишь пары дыр — это не так уж много. Однако коллаборация EHT продолжает работать. В марте она осуществила новую серию наблюдений с участием еще трех телескопов — гренландского GLT, суперсовременной антенной решетки NOEMA во французских Альпах и радиотелескопа с двенадцатиметровой антенной из аризонской обсерватории Китт-Пик. Вероятно, в будущем к коллаборации подключатся и другие установки. В общем, всё только начинается.

Как я отметил, обе черные дыры были открыты довольно давно. Объект Стрелец A* плотно изучается уже свыше тридцати лет методами инфракрасной астрономии. Многолетнее наблюдение звездных орбит в его окрестности позволило убедительно доказать наличие там вращающейся черной дыры с гравитационным полем, соответствующим метрике Керра. Ученые также смогли определить ее массу, которую они оценили приблизительно в четыре миллиона солнечных масс. За это достижение немецкий астрофизик Райнхард Генцель и профессор Калифорнийского университета Андреа Гез получили Нобелевскую премию по физике 2020 года.

На наше счастье, эта дыра сейчас пребывает в спокойном состоянии. Полная мощность ее электромагнитного излучения, так называемая болометрическая светимость, во всех диапазонах не превышает 10³⁶ эрг/сек. Это означает, что она в миллион раз уступает светимости дыры-миллиардника в галактике М87 и всего на два порядка превышает светимость Солнца. Находись такая дыра в другой галактике, коллаборации EHT вряд ли удалось бы ее обнаружить. Масса ее аккреционного диска тоже невелика, скорее всего не более одной сотой процента солнечной массы. Соответственно, масштаб годовой аккреции вещества диска на дыру скорее всего не превышает одной миллионной массы Солнца. Наконец, в отличие от дыры в галактике М87 она лишена джета.

Интересно, что дыра в нашей Галактике замолкла совсем недавно. Всего лишь шесть миллионов лет назад эта черная дыра перешла в довольно активную фазу. От ее тогдашней вспышки осталась ударная волна, которая сейчас распространяется через пространство Галактики со скоростью порядка 3 миллиона километров в час. Она достигнет окрестностей Солнца через 3 миллиона лет.

Наличие в ядре галактики М87 исполинской черной дыры — тоже не новость. Это показали результаты спектрального анализа излучения ионизированного кислорода в ее центре, который был выполнен еще в конце прошлого века. Они продемонстрировали сильное уширение спектральных линий его излучения, которое ясно показало, что в ядре имеется чрезвычайно компактный центр сильнейшего притяжения. Ученые тогда пришли к выводу, что таким центром может быть только черная дыра с массой не менее 3 миллиардов солнечных масс. Позднее, около 2010 года, астрономы пришли к заключению, что эта дыра тянет без малого на шесть с половиной миллиардов масс Солнца. Результаты коллаборации EHT полностью подтвердили и этот вывод.

Источники:
1) Материалы пресс-конференции ESO, посвященной «снимкам» черной дыры Sgr A*.
2) Серия статей The Event Horizon Telescope collaboration, First Sagittarius A* Event Horizon Telescope Results // The Astrophysical Journal Letters. 2022.

Алексей Левин

Первое изображение Black Hole в центре нашей галактики раскрыла статью Kids News

13 мая, 2022

на Kavi Dolasia

Количество слов

572 слова

Уровень чтения

Оригинал

Упрощенные

Оригинал

Simplified

Прослушать статью

Стрелец A*, или Sgr A*, — массивная черная дыра в центре Млечного Пути (Источник: EHT Collaboration)

12 мая 2022 года международная группа астрономов под руководством Ученые из Гарвардско-Смитсоновского центра астрофизики получили первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Исследователи знали о черной дыре, называемой Стрельцом A* или Sgr A* (произносится как садж-ай-стар), с 19 века.70-е годы. Однако до сих пор о его существовании можно было судить только по его влиянию на окружающие звезды и пыль. Потрясающая картина — первое прямое визуальное свидетельство существования черной дыры в нашей галактике.

Изображение не показывает саму черную дыру. Как следует из названия, они черные и незаметны на фоне космоса. Вместо этого ученые использовали радиосигналы для захвата «тени» черной дыры — яркого кольца, которое формируется вокруг ее границы. Известный как «горизонт событий», это место, где свет преломляется из-за мощной гравитации черной дыры.

Sgr A* находится на расстоянии около 27 000 световых лет от нас. Считается, что его масса примерно в 4 миллиона раз больше массы нашего Солнца. Изображение черной дыры было получено с помощью телескопа горизонта событий (EHT) — сети из восьми мощных наземных телескопов, соединенных в радиорешетку шириной с Землю. Обсерватории, расположенные на Гавайях, в Аризоне, Чили, Мексике, Испании и Антарктиде, по отдельности зафиксировали радиосигналы черной дыры в течение четырех ночей в апреле 2017 года, когда погода была оптимальной во всех шести регионах. Данные, хранившиеся на физических жестких дисках, переносились в центральное место, где суперкомпьютер «сшивал» их вместе, чтобы сформировать изображение тени черной дыры.

«Известно, что сложно реконструировать изображения из широко рассредоточенного массива, такого как EHT, и для правильного понимания и количественной оценки неопределенностей требуются как строгость, так и изобретательность», — говорит Колин Лонсдейл, директор обсерватории Хейстек Массачусетского технологического института. «Результат является важной вехой в нашем понимании черных дыр в целом и той, что находится в центре нашей галактики, в частности».

Сравнение изображений черной дыры M87 (слева) и черной дыры Sgr A* (справа) (Фото: EHT Collaboration)

Второй раз команда получила прямое доказательство существования черной дыры. В 2019 году ученые обнаружили M87, еще более крупную черную дыру в центре скопления галактики Девы. Считается, что она находится на расстоянии около 55 миллионов световых лет и имеет массу в 6,5 миллиардов раз больше массы нашего Солнца.

Теперь ученые планируют сравнить два изображения и получить представление о черных дырах и о том, как они взаимодействуют с окружающей средой. Они считают, что понимание этого процесса может помочь им определить, как формируются и развиваются галактики.

Черные дыры — это области в космосе, где гравитация настолько сильна, что даже свет не может покинуть ее. Интенсивная гравитация вызвана материей, сжатой в маленькое пространство. Черные дыры различаются по размеру и массе. Самые маленькие, называемые «изначальными» черными дырами, столь же малы, как отдельный атом, но имеют массу гигантской горы. «Звездные» черные дыры, которые встречаются чаще всего, имеют диаметр около 10 миль и массу в 20 раз больше массы нашего Солнца.

Самые большие или «сверхмассивные» черные дыры, такие как M87 и Sgr A*, сопоставимы по размеру с их галактикой. Их масса больше, чем миллионы или даже миллиарды солнц вместе взятых, а диаметр равен нашей Солнечной системе. Исследователи считают, что огромные черные дыры, которые существуют в центре каждой галактики во Вселенной, образовались в то же время, что и сама галактика.

Ресурсы: Nature.com, news.mit.edu, news.harvard.edu, space.com

Получите рабочую тетрадь для этой статьи!

Рабочая тетрадь содержит: статью, понимание прочитанного, вопросы для критического мышления, словарный запас в контексте (+ ответы), викторину с несколькими вариантами ответов (+ ответы), викторину по частям речи (+ ответы), словарную игру (+ ответы)

Процитировать статью

MLA8

Доласия, Кави. «Обнаружено первое изображение черной дыры в центре нашей галактики». ДОГОньюс , DOGO Media, Inc., 13 мая 2022 г., www.dogonews.com/2022/5/13/first-image-of-black-hole-at-the-center-of-our-galaxy-revealed. По состоянию на 15 ноября 2022 г.

MLA7

Доласия, Кави. «Обнаружено первое изображение черной дыры в центре нашей галактики». DOGOnews , DOGO Media, Inc., 13 мая 2022 г., Интернет. 15 ноября 2022 г.

Выучить ключевые слова в этой статье

Играть в словарную игру

Цитировать статью

MLA8

Dolasia, Kavi. «Обнаружено первое изображение черной дыры в центре нашей галактики». DOGOnews , DOGO Media, Inc., 13 мая 2022 г., www.dogonews.com/2022/5/13/first-image-of-black-hole-at-the-center-of-our-galaxy-revealed . По состоянию на 15 ноября 2022 г.

MLA7

Чикаго

Доласия, Кави. «Обнаружено первое изображение черной дыры в центре нашей галактики». ДОГОньюс. 13 мая 2022 г. По состоянию на 15 ноября 2022 г. https://www.dogonews.com/2022/5/13/first-image-of-black-hole-at-the-center-of-our-galaxy-revealed .

APA

Доласия, К. (2022, 13 мая). Получено первое изображение черной дыры в центре нашей Галактики . Получено 15 ноября 2022 г. с https://www.dogonews.com/2022/5/13/first-image-of-black-hole-at-the-center-of-our-galaxy-revealed

Празднование Дня ветеранов23.3k чтения

Подросток воссоздает всю известную Вселенную в Minecraft20.7k чтения

Самая тяжелая тыква Америки установила еще два мировых рекорда Гиннеса15.9k считывает

Солнце сверкает дурацкой «улыбкой» на Хэллоуин11.9k считывает

Падение метеорита обнажает огромные куски льда на Марсе9.7k считывает

Вот, черная дыра в центре нашего Галактика

Наука

Астрономы запечатлели сверхмассивную загадочную бездну Млечного Пути, находящуюся на расстоянии 27 000 световых лет от Земли. 12 мая 2022 г. Путешествуйте на тысячи световых лет в одном направлении, мимо бесчисленных звезд, бесчисленных планет и бесчисленных лун, и вы достигнете внешнего края Млечного Пути, где последние частички нашей галактики уступают место растянувшейся неподвижности галактики. межгалактическая среда. Пройдите примерно такое же расстояние в другом направлении, мимо еще большего количества звезд, планет и лун, через сверкающие облака пыли, и вы окажетесь в самом сердце галактики, в одном из самых загадочных ориентиров во Вселенной.

Впервые в истории человечества вам не нужно это представлять. Используя телескопы, достаточно мощные, чтобы расширить наше восприятие на непостижимые расстояния, астрономы сделали космическую открытку: первое в истории изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.

Взгляните на Стрелец A* (произносится как «А-звезда»), небесный объект, масса которого равна 4 миллионам солнц, но который может удобно разместиться на орбите Меркурия, ближайшей к Солнцу планеты.

Изображение получено в результате наблюдений, сделанных сетью радиотелескопов, охватывающих четыре континента, в рамках проекта под названием Event Horizon Telescope. Это только второй раз, когда астрономы в рамках этой работы так подробно запечатлели один из этих объектов. Первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре соседней галактики Мессье 87, или сокращенно M87, было опубликовано в 2019 году с большой помпой. Эйнштейн предсказал существование черных дыр — невидимых точек в пустоте, где гравитация искажает саму ткань пространства — более века назад, и вот, наконец, появилось фотографическое свидетельство одной из них. Это изображение стало огромным достижением в области науки. Но этот, Стрелец А*, кажется немного другим, более особенным. Астрономы считают, что сверхмассивные черные дыры находятся в центре большинства крупных галактик, а это означает, что Вселенная полна этих объектов. Но этот ближе всего к нам. Это наш .

«Не думаю, что у меня когда-либо была эмоциональная привязанность к M87», — сказала мне Ферьял Озель, астрофизик из Аризонского университета, работающая на телескопе «Горизонт событий». Озель посвятила большую часть своей карьеры изучению Стрельца A*. , пытаясь понять его отличительную природу и причуды. Этот, сказала она, «я чувствую, что знаю».

И тем не менее, мы не видим Стрельца А* на самом деле, не совсем. Астрономы не могут сделать реальную картину — в том смысле, в каком мы, неастрономы, — потому что черные дыры по определению невидимы. опубликованный сегодня, не показывает саму черную дыру. Астрономы запечатлели силуэт Стрельца A *. Изображение показывает тень, которую чрезвычайно плотная черная дыра отбрасывает на светящийся, сверхгорячий газ, вращающийся вокруг нее. Как черная дыра в M87 , Стрелец A* напоминает пончик, но на самом деле он имеет сверхъестественное сходство с фруктовыми пончиками, подававшимися на пресс-конференции, которую астрономы провели в Вашингтоне, округ Колумбия, чтобы объявить результат.0136

Астрономы провели наблюдения, которые сделали это изображение весной 2017 года. Восемь наземных телескопов — по два на Гавайях и в Чили и по одному в Аризоне, Мексике, Испании и Антарктиде — сканировали небо в тандеме на наличие несколько дней. Наблюдения, хранящиеся на сотнях компьютерных дисков, затем были отправлены в лаборатории в Соединенных Штатах и Германии, где ученые корпели над данными, как археологи на месте раскопок, отмахиваясь от шума, чтобы извлечь сигнал сверхмассивной черной дыры. Они следовали аналогичному процессу, чтобы обнаружить черную дыру M87, которую наблюдали во время того же прогона в 2017 году.0005

Но выманить Стрельца А* было гораздо сложнее. Сверхмассивная черная дыра в M87 в 1500 раз массивнее, чем Стрелец A*, а это означает, что космический материал вокруг нее вращается по орбите довольно медленно, мерцая на временной шкале дней. По словам Озеля, объекты вокруг меньшего Стрельца A* движутся быстрее, изменяясь в течение нескольких часов или даже минут, что усложняет захват окружающей среды. Вдобавок ко всему, хотя Стрелец А* находится всего в 27 000 световых лет от Земли — и «всего» вполне уместно, если учесть, что черная дыра в M87 находится в 55 миллионах световых лет от Земли — нашу сверхмассивную черную дыру труднее обнаружить. видеть. «Мы смотрим сквозь все, что находится между нами и центром галактики, тогда как для M87 мы смотрим за пределы Млечного Пути», — сказал Озель. Все космическое вещество между нами и галактическим центром может привести к тому, что свет, исходящий из галактического центра, будет искажен в данных. «Нам нужно было действительно понять этот эффект и правильно вычесть его из наших изображений», — сказал Озель.

Новое изображение является еще одним доказательством того, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики является именно такой. Эйнштейн опубликовал теории, предсказывающие существование таких объектов, в 1916 году, но первые настоящие наблюдательные кампании начались только в 1970-х годах. В то десятилетие астрономы обнаружили загадочный, компактный источник радиоизлучения в центре галактики, который, казалось, мог быть черной дырой, «но тогда мало кто нам поверил», — говорит Рейнхард Генцель, астрофизик из Института внеземных планет им. Макса Планка. Мне рассказал физик, изучающий Стрельца А*, но не участвовавший в последних исследованиях. Потребуются десятилетия дополнительных исследований, чтобы показать, что нет другого объяснения таинственного объекта в ядре Млечного Пути. В последние годы группы под руководством Гензеля и астрофизика из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Андреа Гез в мельчайших деталях запечатлели некоторые из ближайших к черной дыре звезд, которые, с нашей точки зрения, кажутся дико вращающимися вокруг невидимой точки в космосе. В 2020 году Гензель и Гез разделили Нобелевскую премию по физике за предоставление наиболее убедительных доказательств существования центральной черной дыры Млечного Пути.

Исследователи выяснили, что галактический центр — странное место. Они были удивлены, обнаружив, например, что большинство звезд, сгруппированных около Стрельца A*, скорее молодые, чем старые, — открытие, которое идет вразрез со всем, что астрономы знают о звездообразовании. «Это означает, что звезды должны были образоваться очень близко к черной дыре», — сказал мне Туан До, астроном из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, изучающий галактический центр. Но Стрелец А* «создает огромную гравитацию в этом регионе, поэтому газовые облака, образующие звезды, должны быть разорваны в этом регионе». Возможно, давным-давно, десятки миллионов лет назад, черная дыра была окружена вращающимся газовым диском, который вращался так быстро, что его очаги воспламенялись, превращаясь в звезды. Этой среды сегодня нет; Стрелец А* по отношению к сверхмассивным черным дырам считается относительно спокойным.

Тихо не значит скучно. Хотя теории Эйнштейна привели к открытию черных дыр, ученые до сих пор не знают, применимы ли законы гравитации в том виде, в каком мы их понимаем, в таких экстремальных, непостижимых условиях. Результат 2019 года показал, что тень горизонта событий, как и предсказывалось, имеет сферическую форму. Но «наши лучшие теории по-прежнему не оправдывают ожиданий», — сказал мне Гез. Астрономы до сих пор не знают, что происходит внутри черной дыры за пределами этой точки невозврата. «Черные дыры представляют собой фундаментальный прорыв в нашем понимании того, как работает гравитация», — сказала она.

Даже в этой очень странной части нашего космического соседства, по некоторым свидетельствам, звезды могут содержать планеты, миры, сформированные отчетливым хаосом окружающей их среды. «Мы видим двойные звездные системы в галактическом центре, а это означает, что две звезды могут оставаться связанными вместе, несмотря на сильные приливные силы черной дыры и хаотичную окружающую среду», — Джессика Лу, астрофизик из Калифорнийского университета в Беркли, изучающая звездообразование. в галактическом центре, сказал мне. «Так что, возможно, планеты тоже могут формироваться и выживать». В галактическом центре несколько пустых световых лет, отделяющих наше Солнце от его ближайшего звездного соседа, будут заполнены звездами. А на ночном небе в центре Млечного Пути эти звезды казались такими же яркими, как полная луна. «Мы могли бы посетить их за разумные промежутки времени, и наша звезда может оказаться под угрозой столкновения с другой звездой», — сказал До. «Вероятно, мы все были бы астрономами, потому что нас гораздо больше заботило бы то, что происходит в небе».