В центре млечного пути черная дыра: Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути

Первый взгляд на чёрную дыру в центре Млечного пути

12 мая 2022 года астрономы представили первое изображение сверхмассивного объекта в центре нашей Галактики. Результаты исследования предоставляют важные сведения о поведении подобных объектов и дают надёжные доказательства, что это действительно чёрная дыра.

10 апреля 2019 года исследовательский коллектив под названием «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope, EHT) опубликовал первое изображение сверхмассивной чёрной дыры внутри галактики Мессье 87. Этот успех позволил астрономам перейти к изучению аналогичного объекта в центре нашей собственной галактики Млечный Путь. Наблюдения были проведены в 2017 году. Затем более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру усердно работали в течение пяти лет над объединением, обработкой и анализом данных, используя суперкомпьютеры. Одновременно они собирали беспрецедентную библиотеку смоделированных чёрных дыр для сравнения с наблюдениями.

Изображение Sgr A*, сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Видна темная центральная область (называемая тенью), окруженная яркой кольцеобразной структурой.

Карта размещения обсерваторий Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope), включающий восемь обсерваторий в шести местах (ESO)

‹

›

Открыть в полном размере


Чёрные дыры — необычные космические объекты, предсказанные общей теорией относительности Эйнштейна. Они имеют гигантские массы и небольшие размеры. Их гравитация настолько велика, что не позволяет «убежать» от них даже свету. Поэтому сами чёрные дыры увидеть нельзя. Но благодаря своей чудовищной гравитации они стягивают к себе вещество из окружающего пространства, заставляя его нагреваться и излучать. Это излучение и фиксируют астрономы. Так что изображение, полученное астрономами, — это не фотография чёрной дыры, а скорее её силуэт, «тень», на фоне светящегося вещества — тёмная центральная область, называемая тенью, окружённая яркой кольцеобразной структурой, форма которой определяется общей теорией относительности. Подробно об этом можно прочитать в статье «Изображение чёрной дыры: что на самом деле получили астрономы». Характерные особенности этого изображения позволяют получить много ценной информации об этих объектах.


Ранее учёные наблюдали звёзды, обращающиеся вокруг невидимого, компактного и очень массивного, в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца, объекта в центре Млечного Пути, названного Стрелец A* (Sgr A*). Эти исследования доказали, что он представляет собой чёрную дыру и были удостоены Нобелевской премии по физике за 2020 год. Подробно об этом можно прочитать в статье «Долгожданное признание чёрных дыр». И вот, наконец, получено изображение, подтверждающее ранее сделанные выводы, и позволяющее продолжать исследования на новом уровне.


Получить изображение чёрной дыры в Млечном пути оказалось значительно сложнее, чем для M 87*, хотя Sgr A* гораздо ближе к нам. Дело в том, что вещество в окрестности чёрной дыры движется почти со скоростью света. Но вокруг огромной чёрной дыры в M 87* ему требуется от нескольких дней до нескольких недель, чтобы совершить оборот, а около значительно меньшего Sgr A* оно совершает полный оборот за считанные минуты. Это приводит к тому, что яркость и структура газа вокруг Sgr A* быстро меняются за время наблюдений. Как пошутил один из астрономов, они предпринимали что-то вроде попытки сделать чёткий снимок щенка, быстро гоняющегося за своим хвостом. Исследователям пришлось разработать новые сложные инструменты, которые учитывали бы движение газа вокруг Sgr A*. Если M 87* была лёгкой и устойчивой целью, и почти все её изображения выглядели одинаково, то с Sgr A* ситуация была совершенно иной. Поэтому изображение чёрной дыры Sgr A* представляет собой среднее значение различных изображений.


Тем не менее, обе чёрные дыры выглядят удивительно похожими, несмотря на совершенно разные типы галактик и разницу в массе более чем в тысячу раз. Поразительная похожесть этих чёрных дыр вблизи края говорит нам, что там ими «управляет» общая теория относительности, и любые различия, которые мы видим дальше, должны быть связаны с различиями в окружающем их материале. Теперь астрономы смогут изучить различия между этими двумя сверхмассивными чёрными дырами, чтобы получить новые ценные сведения о том, как протекают процессы, играющие огромную роль в космологии, и как гравитация ведёт себя в экстремальных условиях.


Телескоп горизонта событий в этом исследовании объединил восемь радиообсерваторий, расположенных в разных концах Земли, превратив их в огромный телескоп, обладающий большой разрешающей способностью, то есть способностью различать мелкие детали на огромном расстоянии. Поскольку чёрная дыра в Млечном пути находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, на небе она имеет примерно такой же размер, как теннисный мяч на Луне.

Черная дыра в центре Млечного Пути практически не вращается — Наука

ТАСС, 21 октября. Характер движения звезд в окрестностях сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути показал, что она вращается очень медленно или даже стоит на месте. Результаты исследования ученых, которые пришли к такому выводу, опубликовал научный журнал Astrophysical Journal Letters.

«Мы проследили за несколькими недавно открытыми звездами в ближайших окрестностях черной дыры. Судя по характеру их движения, скорость вращения Sgr A* не может превышать 10% от максимально допустимой для черных дыр. Если бы она была бы больше, то орбиты многих из них были бы нестабильны», – объяснил один из авторов работы, профессор Гарвардского университета Абрахам Лоеб.

Ученые считают, что в центре каждой галактики во Вселенной находится одна или даже несколько сверхмассивных черных дыр. К примеру, в ядре Млечного Пути находится черная дыра Sgr A* (Стрелец А*), которая находится на расстоянии в 26 тыс. световых лет от Земли. Астрономы предполагают, что она в 4 млн раз тяжелее Солнца.

Наблюдения за Sgr A* и другими подобными объектами показывают, что вокруг этих объектов вращается множество звезд. Периодически те подходят на опасно близкие расстояния к черным дырам. Ученые предполагают, что часть из этих светил постепенно сближается с черными дырами, в результате притяжение разрывает звезду на части, порождая мощную вспышку света и других электромагнитных волн.

Астрономы уже много лет наблюдают за Sgr A*, пытаясь обнаружить следы вспышек ее активности. Наблюдения за ними помогли бы уточнить некоторые физические свойства центральной черной дыры Млечного Пути. К примеру, это произошло примерно шесть лет назад, когда с Sgr A* сблизилось облако газа G2, а в начале этого года астрономы рассказали об открытии загадочных облаков газа в окрестностях черной дыры, которые ведут себя как звезды.

Профессор Лоеб и его коллега, доцент Северо-западного университета (США) Джакомо Фраджоне, использовали последние находки коллег, а также другие известные объекты в окрестностях Sgr A*, чтобы измерить скорость вращения этой черной дыры.

Фраджоне и Лоеб обратили внимание, что характер вращения сверхмассивной черной дыры сильно влиет на то, как будут меняться орбиты небесных тел, которые периодически сближаются с ними на близкие расстояния. В момент максимального сближения с Sgr A* они разгоняются до околосветовых скоростей, из-за чего на их дальнейшие перемещения начинают сильно влиять релятивистские эффекты, которые возникают из-за вращения черной дыры вокруг своей оси.

Руководствуясь этой идеей, астрономы изучили, как изменился характер движения четырех десятков подобных светил и других объектов, открытых в последние годы. Их расчеты показывают, что Sgr A* или не вращается, или же делает это очень медленно: ее скорость вряд ли больше 10% от максимально значения, которое допускает теория.

Ученые отмечают, что это открытие хорошо объясняет, почему Sgr A* находится в «спячке». Дело в том, что для формирования джетов – мощных выбросов плазмы из «пережеванной» материи, которая окружает черную дыру, – необходимо, чтобы черная дыра быстро вращалась. Лоеб и его коллеги надеются, что полученные ими оценки подтвердят и уточнят в ходе последующих наблюдений за центром нашей Галактики в рамках проекта Event Horizon Telescope (EHT).

Черная дыра в центре нашей Галактики получена впервые

Второе в истории прямое изображение черной дыры — Стрелец A* в центре Млечного Пути. Предоставлено: сотрудничество Event Horizon Telescope

Радиоастрономы сфотографировали сверхмассивную черную дыру в центре Млечного Пути. Это всего лишь второе прямое изображение черной дыры после того, как та же команда представила историческое изображение более далекой черной дыры в 2019 году.

Долгожданные результаты, представленные сегодня коллаборацией Event Horizon Telescope (EHT) , покажите изображение, напоминающее предыдущее: кольцо излучения окружает более темный диск точно такого размера, который был предсказан из косвенных наблюдений и из общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

«Сегодня, прямо в этот момент, у нас есть прямое доказательство того, что этот объект является черной дырой», — сказала Сара Иссаун, астрофизик из Гарвардского и Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже, штат Массачусетс, на пресс-конференции в Гархинге, Германия. Команда опубликовала свои результаты в специальном выпуске The Astrophysical Journal Letters 1 .

«Мы так долго работали над этим, что время от времени вам приходится ущипнуть себя и вспомнить, что это черная дыра в центре нашей Вселенной», — сказала член команды EHT Кэти Боуман, специалист по вычислительной технике. исследователь изображений Калифорнийского технологического института в Пасадене на пресс-конференции в Вашингтоне. «Я имею в виду, что может быть круче, чем увидеть черную дыру в центре Млечного Пути?»

Наблюдения за черными дырами

В течение пяти ночей в апреле 2017 года коллаборация EHT использовала восемь обсерваторий по всему миру для сбора данных как о черной дыре Млечного Пути, названной Стрелец A* в честь созвездия, в котором она находится, так и о M87*, тот, что в центре галактики M87.

Черная дыра впервые запечатлена в впечатляющих деталях

Расположение обсерваторий варьировалось от Испании до Южного полюса и от Чили до Гавайев. Они собрали почти 4 петабайта (4000 терабайт) данных, что было слишком много для отправки через Интернет, и их приходилось перевозить самолетом на жестких дисках.

Исследователи EHT представили свое изображение M87* в 2019 году, демонстрирующее первое прямое свидетельство наличия горизонта событий — сферической поверхности, покрывающей внутреннюю часть черной дыры.

Но данные Стрельца А* было сложнее анализировать. Две черные дыры имеют примерно одинаковый видимый размер в небе, потому что M87* находится почти в 2000 раз дальше, но примерно в 1600 раз больше. Любые сгустки материи, вращающиеся по спирали вокруг M87*, покрывают гораздо большие расстояния — больше, чем орбита Плутона вокруг Солнца, — и излучение, которое они испускают, практически постоянно в коротких масштабах времени. Но Стрелец А* может быстро измениться, даже за те несколько часов, что EHT наблюдает за ним каждый день. «В M87* мы увидели очень мало изменений в течение недели», — говорит Хейно Фальке, астрофизик из Университета Радбауд в Неймегене, Нидерланды, и соучредитель коллаборации EHT. «Стрелец А* изменяется в масштабах времени от 5 до 15 минут».

Из-за этой изменчивости команда EHT создала не одно изображение Стрельца A*, а тысячи — и представленное сегодня изображение является результатом большой обработки. «Усредняя их вместе, мы можем выделить общие черты», — говорит член EHT Хосе Гомес из Института астрофизики Андалусии в Гранаде, Испания.

Помимо кольца излучения вокруг более темного диска, полученное изображение содержало три более ярких «узла». «Мы видим узлы на всех изображениях, которые мы создали», — говорит Иссаун, но у каждого они были в разных местах. Усредненные узлы, которые появляются на изображении, вероятно, являются артефактами метода интерферометрии, используемого EHT, добавляет она. Он реконструирует изображения с идеализированной радиотарелки размером с Землю, но только крошечные осколки тарелки могут принимать данные в любой момент времени.

Внешний вид отличается от M87*, у которого более яркая область на изображении имела форму полумесяца, что может указывать на более плотный сгусток материи, ускоряющийся в направлении луча зрения.

Следующей целью проекта является создание фильма о черной дыре, чтобы узнать больше о ее физических свойствах, заявил журналистам на пресс-конференции в Вашингтоне Ферьял Озель, астрофизик из Аризонского университета в Тусоне.

Физики, разгадавшие тайны черных дыр, получают Нобелевскую премию

Команда EHT провела моделирование на суперкомпьютере для сравнения со своими данными и пришла к выводу, что Стрелец A*, вероятно, вращается против часовой стрелки вдоль оси, которая примерно указывает на луч зрения на Землю, сказал Гомес.

«Что меня поражает, так это то, что мы видим это лицом к лицу», — говорит Регина Капуто, астрофизик из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. Космический гамма-телескоп Ферми НАСА, с которым работает Капуто, ранее обнаруживал гигантские светящиеся объекты над и под центром галактики, которые могли быть созданы Стрельцом А* в периоды интенсивной активности в прошлом. Но эти особенности, известные как пузыри Ферми, по-видимому, требуют, чтобы материя вращалась вокруг черной дыры с ребра, а не лицом к ней, как это видно с Земли.

Чрезвычайно массивный объект

Первые намеки на существование Стрельца А* появились в 1970-х годах, когда радиоастрономы обнаружили точечный радиоисточник в центральной области Галактики.

Источник оказался необычно тусклым, тусклее средней звезды. Тем не менее, многолетние наблюдения за движением близлежащих звезд показали, что объект был чрезвычайно массивным: используя самые последние наблюдения, ученые подсчитали, что его масса в 4,15 миллиона раз больше массы Солнца, плюс-минус 0,3%. Эти расчеты, сделанные путем отслеживания того, как звезды вращаются вокруг Стрельца A*, предоставили убедительные доказательства того, что радиоисточник настолько массивен и плотен, что может быть не чем иным, как черной дырой. Эта работа принесла Андреа Гез, астрофизику из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, и Райнхарду Генцелю, директору Института внеземной физики им. Макса Планка в Гархинге, Германия, долю Нобелевской премии по физике 2020 года. (Размер темной тени на изображении EHT предполагает, что черная дыра весит около 4 миллионов масс Солнца, что поразительно согласуется с более ранними оценками, хотя и не столь точно.)

Источник: Телескоп Event Horizon

Стрелец A* практически невидим для оптических телескопов из-за пыли и газа на галактическом диске. Но начиная с конца 1990-х Фальке и другие поняли, что тень черной дыры может быть достаточно большой, чтобы ее можно было изобразить с помощью коротких радиоволн, которые могут пробить эту завесу. Но исследователи подсчитали, что для этого потребуется телескоп размером с Землю. К счастью, в этом может помочь метод, называемый интерферометрией. Он включает в себя одновременное наведение нескольких удаленных телескопов на один и тот же объект. По сути, телескопы работают как осколки одной большой тарелки (см. «Глобальные усилия»).

В первых попытках наблюдения Стрельца А* с помощью интерферометрии использовались относительно длинные 7-миллиметровые радиоволны и обсерватории, расположенные на расстоянии нескольких тысяч километров друг от друга. Все, что астрономы могли видеть, было размытым пятном.

Команды по всему миру усовершенствовали свои методы и модернизировали основные обсерватории, которые были добавлены к сети. В частности, исследователи адаптировали для этой работы телескоп Южного полюса и большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку Atacama стоимостью 1,4 миллиарда долларов США в Чили.

Затем, в 2015 году, группы объединились в коллаборацию EHT. Их наблюдательная кампания 2017 года была первой, которая охватила расстояния, достаточные для разрешения таких деталей, как размер Стрельца A*.

Планы на будущее

EHT собрала больше данных в 2018 году, но отменила свои запланированные кампании наблюдений в 2019 и 2020 годах. Они возобновили наблюдения в 2021 и 2022 годах с улучшенной сетью и более сложными инструментами.

Как охотиться за черной дырой с телескопом размером с Землю

Ремо Тиланус, член EHT из Аризонского университета в Тусоне, говорит, что последние наблюдения группы в марте зафиксировали сигналы с вдвое большей частотой, чем в 2017 году, большинство из них на длине волны 0,87 мм, что должно помочь увеличить разрешение полученные изображения.

Исследователи надеются выяснить, есть ли у Стрельца A* джеты. Многие черные дыры, в том числе M87*, демонстрируют два луча вещества, быстро вылетающих в противоположных направлениях, что, как считается, является результатом интенсивного нагрева падающего газа и приводится в действие вращением черной дыры. У Стрельца А* в прошлом могли быть большие джеты — как предполагают нагретые облака материи над и под галактическим центром. Его струи теперь будут намного слабее, но их присутствие может раскрыть важные детали истории нашей Галактики.

«Эти струи могут препятствовать или вызывать звездообразование, они могут перемещать химические элементы» и влиять на эволюцию всей галактики, — говорит Фальке. «И мы сейчас смотрим, где это происходит».

Астрономы показали первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути: «Это довольно удивительно»

Пространство

Уильям Харвуд


/ Новости Си-Би-Эс

Первые снимки черной дыры Млечного Пути

Опубликованы первые изображения черной дыры Млечного Пути
02:13

Спустя три года после получения первого изображения сверхмассивной черной дыры в галактике на расстоянии 55 миллионов световых лет астрономам удалось «сфотографировать» зияющую пасть меньшей, но гораздо более близкой черной дыры, тихо скрывающейся в ядре Млечного Пути. исследователи объявили в четверг.

«Мы вглядываемся в новую среду, искривленное пространство-время вблизи сверхмассивной черной дыры», — сказал Майкл Джонсон, исследователь из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. «И он кишит активностью, всегда кипит бурной энергией и время от времени извергается яркими вспышками излучения».

Черная дыра в центре Млечного Пути, известная как Стрелец A* или Sgr A*.

Сотрудничество с ЭХТ

Целью 2019 года была ошеломляющая черная дыра в ядре M-87, гигантской эллиптической галактики в созвездии Девы, дыра с массой 6,5 миллиардов солнц. Его огромная гравитация стягивает окружающий материал в диск, ускоряя его почти до скорости света и нагревая до экстремальных температур, что приводит к потокам радиации, которые можно увидеть с Земли.

Черная дыра в центре Млечного Пути, известная как Стрелец A* или сокращенно Sgr A* (произносится как Sag A-star), находится намного ближе, примерно в 26 000 световых лет от Земли, но она намного меньше. Черная дыра M-87 массой 6,5 миллиардов солнечных масс заполнила бы всю Солнечную систему. 4 миллиона солнечных масс Sgr A * поместились бы внутри орбиты Меркурия.

Комбинация фотографий, сравнивающих черную дыру в центре Млечного Пути, известную как Стрелец A* или Sgr A* (слева), и дыру в ядре M-87 (справа).

Сотрудничество с ЭХТ

Теперь, после многих лет тщательного сбора данных с использованием восьми радиотелескопов, объединенных электронным образом и синхронизированных с атомными часами, чтобы сформировать виртуальную тарелку размером с планету Земля, сотрудники проекта Event Horizon Telescope представили долгожданное изображение Sgr A*. .

Это был подвиг, примерно эквивалентный фотографированию крупинки соли в Нью-Йорке с помощью камеры в Лос-Анджелесе.

Sgr A* был в центре внимания «интенсивных астрономических исследований на протяжении десятилетий», — сказал Ферьял Озель, астрофизик-теоретик из Аризонского университета и руководитель группы EHT. «Наблюдения за звездами, вращающимися вокруг него, показали присутствие очень массивного объекта, в 4 миллиона раз превышающего массу нашего Солнца, но при этом очень слабого».0003

«До сих пор у нас не было прямого изображения, подтверждающего, что Sgr A* действительно была черной дырой», — сказала она. «Сегодня телескоп Event Horizon рад поделиться с вами первым прямым изображением нежного гиганта в центре нашей галактики».

Изображение, основанное на множественных наблюдениях с использованием различных алгоритмов для выявления тонких деталей, «показывает яркое кольцо, окружающее тьму, явный признак тени черной дыры», — сказал Озель.

«Свет, исходящий от горячего газа, вращающегося вокруг черной дыры, кажется нам ярким кольцом. Свет, который находится слишком близко к черной дыре, достаточно близко, чтобы быть поглощенным ею, в конце концов пересекает ее горизонт и оставляет после себя только темную пустоту. в центре.»

По определению, черные дыры нельзя наблюдать напрямую, потому что ничто, даже свет, не может избежать сокрушительной внутренней силы их титанической гравитации.

Но их присутствие можно обнаружить косвенно, наблюдая за влиянием гравитации на траектории близлежащих звезд и излучением, испускаемым в электромагнитном спектре материалом, нагретым до экстремальных температур, когда он втягивается в быстро вращающийся «аккреционный диск», а затем в саму дырку.

Движение звезд в окутанном пылью ядре Млечного Пути около Стрельца A* тщательно отслеживалось в течение последних двух десятилетий, что позволило астрономам рассчитать массу невидимого тела, искажающего их траектории.

Анимация показывает, как гравитация центральной черной дыры Млечного Пути искажает траектории ближайших звезд. Анализируя эти траектории, астрономы приходят к выводу, что невидимая черная дыра имеет массу в 4 миллиона солнц.

Кек / UCLA Galactic Center Group

Нобелевская премия 2020 года присуждена трем исследователям, чьи новаторские наблюдения и анализ почти подтвердили наличие сверхмассивной черной дыры. Телескоп Event Horizon сделал первое реальное изображение массивного объекта.

На этом изображении показано темное центральное ядро ​​Sgr A* — тень его «горизонта событий», окруженное кривым кольцом света, испускаемым частицами, летящими вокруг дыры почти со скоростью света.

Горизонт событий — это невидимая граница между черной дырой и остальной Вселенной, зона, где ничто, даже свет, не может вырваться из гравитационных тисков дыры. Газ, пыль, своенравные звезды и свет, который они излучают, все, что пересекает эту невидимую черту, исчезает из известной Вселенной.

EHT-изображение Sgr A* внешне похоже на историческое изображение огромной черной дыры M-87 и очень похоже на то, что ожидали астрономы, основываясь на компьютерном моделировании уравнений общей теории относительности Эйнштейна.

Черная дыра М-87 «в 1500 раз массивнее, что делает ее горизонт в 1500 раз больше», — сказал Озель. «Но она также находится в 2000 раз дальше от нас. Это делает два изображения очень похожими для нас, когда мы смотрим на них в небе. Но две черные дыры не могли (больше) отличаться друг от друга практически. любым другим способом

«Та, что в M-87, накапливает материю значительно быстрее, чем Sgr A*. Но, возможно, более важно то, что та, что в M-87, запускает мощную струю, которая простирается до края этой галактики. Наша черной дыры нет. И все же, когда мы смотрим в сердце каждой черной дыры, мы обнаруживаем яркое кольцо, окружающее тень черной дыры. Кажется, что черные дыры похожи на пончики», — пошутила она.

Джонсон сказал, что «лишь струйка материала на самом деле добирается до черной дыры».

«Если бы Sgr A* был человеком, он бы потреблял одно зернышко риса раз в миллион лет», — сказал он. «И хотя некоторые черные дыры могут очень эффективно преобразовывать гравитационную энергию в свет, Стрелец A* захватывает почти всю эту энергию, только одна часть из 1000 преобразуется в свет». черная дыра прожорлива, но неэффективна. Он излучает всего в несколько сотен раз больше энергии, чем Солнце, несмотря на то, что его масса в 4 миллиона раз больше. Единственная причина, по которой мы вообще можем его изучать, заключается в том, что он находится в нашей собственной галактике».0003

В то время как M-87 представляет собой одну из самых массивных черных дыр в известной Вселенной, Sgr A* «дает нам представление о гораздо более стандартном состоянии черных дыр, тихом и спокойном», сказал он. «M-87 был захватывающим, потому что он был необычным. Sgr A * захватывающим, потому что он был обычным».

Чтобы «увидеть» Sgr A*, команда телескопа «Горизонт событий» использовала группу из восьми радиотелескопов на Гавайях, в Северной, Центральной и Южной Америке, Европе и Антарктиде.

Используя технику, известную как интерферометрия со сверхдлинной базой, можно объединить точно синхронизированные данные с каждого радиотелескопа для получения изображений, сравнимых с тем, что могла бы обнаружить тарелка размером с Землю. Получившийся виртуальный телескоп имеет самое высокое разрешение среди всех когда-либо созданных инструментов, способных обнаружить пончик на Луне.

Было собрано около 3,5 петабайт данных, примерно столько же, сколько миллион видео TikTok. Затем десятки жестких дисков были физически отправлены исследователям в Европу и Соединенные Штаты для обработки и анализа на суперкомпьютерах.

«Время от времени достаточно ущипнуть себя, и ты понимаешь, что это черная дыра в центре нашей галактики!» сказала Кэти Боуман, доцент Калифорнийского технологического института и член команды EHT. «Это довольно удивительно… что мы действительно смогли это сделать».

Стабильные звезды живут в состоянии «гидростатического равновесия», уравновешивая внутреннюю силу гравитации с направленным наружу излучением, генерируемым реакциями синтеза в ядре. На Солнце каждую секунду 600 миллионов тонн водорода превращаются в гелий, чтобы создать внешнее радиационное давление, необходимое для компенсации гравитации и поддержания стабильности.

Когда за миллиарды лет у меньших звезд, таких как Солнце, наконец-то закончится ядерное топливо, их ядра коллапсируют до такой степени, что квантовые силы, а не термоядерный синтез, поддерживают стабильность. Такие мертвые, медленно остывающие звезды известны как белые карлики.

Когда у более массивных звезд заканчивается топливо, коллапс ядра продолжается после стадии белого карлика.

При схлопывании ядер, масса которых в три раза превышает массу Солнца, в результате получается нейтронная звезда, втиснувшая массу, более чем в два раза превышающую массу Солнца Земли, в тело диаметром менее 10 миль. Нейтронные звезды, поддерживаемые квантовой силой другого рода, являются самыми плотными объектами в видимой Вселенной.

Еще более массивные звезды ждет иная судьба. Гравитация преодолевает все известные ядерные силы, и коллапс ядра продолжается после точки, в которой оно исчезает из видимой Вселенной, не оставляя после себя ничего, кроме чрезвычайно концентрированного «гравитационного колодца» глубоко искаженного пространства.

Такие остатки известны как черные дыры звездной массы, потому что они образовались в результате смерти одной звезды.

Представление о черных дырах
26 фото

Обнаружено несколько более крупных черных дыр промежуточной массы, возможных ступенек к образованию сверхмассивных черных дыр, которые, как теперь считается, существуют в ядрах всех крупных галактик. Но подробности того, как образуются такие большие дыры, пока не ясны.

Основная цель недавно запущенного космического телескопа Джеймса Уэбба — помочь астрономам составить карту образования и роста таких черных дыр после Большого взрыва.

«Хотел бы я сказать вам, что второй раз так же хорош, как и первый, с изображением черных дыр», — сказал Озель. «Но это было бы неправдой. Это на самом деле лучше. Теперь мы знаем, что это не было совпадением, это не было каким-то аспектом окружающей среды, который оказался похожим на кольцо, которое мы ожидали увидеть.

«Теперь мы знаем, что в обоих случаях то, что мы видим, является сердцем черной дыры, точкой невозврата. … Пространство-время, ткань вселенной, искажается вокруг черных дыр совершенно одинаково, независимо от их масса или то, что их окружает».

Космос и астрономия

Более

Более

    В:

  • Черная дыра
  • Сверхмассивная черная дыра
  • Млечный Путь

Уильям Харвуд

Билл Харвуд постоянно освещает космическую программу США с 1984 года, сначала в качестве начальника бюро United Press International на мысе Канаверал, а теперь в качестве консультанта CBS News.