Международная группа учёных, работающая в рамках проекта «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope — EHT), получила изображения квазара NRAO 530, который находится на расстоянии 7,5 млрд световых лет от Земли. Карта размещения обсерваторий Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope), включающий восемь обсерваторий в шести местах (ESO). Международная коллаборация Event Horizon Telescope, которая сделала историческое первое в истории изображение черной дыры, снова вызвала удивление в научном сообществе.
Event Horizon Telescope
Первое изображение черной дыры было получено EHT в 2019 году. Это была сверхмассивная черная дыра в центре галактики Мессье 87. EHT смог разрешить этот объект благодаря системе синхронизации нескольких телескопов, разбросанных по всей поверхности Земли. В частности, астрономы использовали Very-Long-Baseline-Interferometry VLBI - метод, который объединяет наблюдательную мощность и данные телескопов по всему миру для создания гигантского виртуального радиотелескопа. Наличие нескольких телескопов на разных широтах Земли в сочетании с вращением Земли приводит к созданию телескопа размером с Землю. Каждый из этих телескопов оснащен антенной с чрезвычайно точными атомными часами для регистрации времени, в которое регистрируются радиосигналы от целевого объекта. И они предлагают новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением. Однако вблизи края эти черные дыры выглядят удивительно похожими", — говорит Сера Маркофф, сопредседатель научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета.
Полученная учеными картинка воображение не поражает — оранжевый бублик, словно снятый на некачественную камеру телефона. Масса газа, падающего в черную дыру, достигает примерно одной массы Солнца каждые десять лет. Возможность увидеть это при помощи гигантского виртуального интерферометра стала одним из наиболее интересных достижений в астрофизике в течение последних десятилетий. Естественно, что сразу после первого опыта ученые решили сосредоточиться на наиболее важной для Земли черной дыре, которая находится в центре нашей галактики Млечный Путь. Астрофизики довольно давно высказывают предположение, что в центре спиральных галактик, к которым относится и Млечный Путь, должно находиться сверхмассивное небесное тело, которое служит центром масс и вокруг которого вращается галактика.
Первой целью проекта стало получение первого в истории изображения тени сверхмассивной черной дыры, которая находилась в центре активной галактики M87. В дальнейшем были получены изображения джетов квазаров и тени черной дыры в центре Млечного Пути. Группа астрономов во главе с Светланой Йорстад Svetlana Jorstad из Института астрофизических исследований Бостонского университета представила результаты наблюдений Телескопом горизонта событий за квазаром NRAO 530 в апреле 2017 года, который выступал как калибровочная цель перед наблюдениями за центром Млечного Пути. NRAO 530 представляет собой квазар с плоским радиоспектром, который демонстрирует сильную переменность яркости в оптическом диапазоне и ярок в гама-диапазоне. Объект относится к категории блазаров и обладает релятивистским джетом, красное смещение NRAO 530 составляет 0,902, что означает, что мы видим его таким, каким он был 7,5 миллиардов лет назад.
Ученым удалось удвоить разрешение и очистить данные от помех, возникающих из-за рассеяния радиоволн внутри плотных облаков из межзвездного газа и пыли, закрывающих центр Галактики от взора наблюдателей на Земле. Подобное открытие противоречит популярной сегодня теории о том, что почти все видимое излучение, вырабатываемое сверхмассивными черными дырами, рождается внутри джетов. Ни один другой объект не ведет себя подобным образом. Альтернативное объяснение — ее выбросы направлены прямо на нас", — рассказывает Иссаун.
Получена первая в истории фотография черной дыры
Для такой массы радиус горизонта событий составляет около 6 миллионов километров, что примерно в 15 раз больше расстояния от Земли до Луны. На изображении видна яркая кольцеобразная область, за свечение которой ответственен горячий газ, падающий на черную дыру. Хотя мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область называемую тенью , окруженную яркой кольцеобразной структурой.
This example of global teamwork required close collaboration by researchers from around the world. Thirteen partner institutions worked together to create the EHT, using both pre-existing infrastructure and support from a variety of agencies. This timeline provides an overview.
Исследователи обнаружили схожесть в строении магнитных полей обеих чёрных дыр.
Поляризация света относится к ориентации, в которой колеблются волны. Когда свет поляризован, он колеблется в определённом направлении, и хотя для человеческого глаза он выглядит так же, как обычный свет, исследователи изучают поляризованный свет, чтобы узнать об ориентации магнитных полей.
Мы можем «видеть» и понимать геометрию магнитного поля. А учитывая, что оно играет ключевую роль в процессе выброса ими быстрых и длинных струй, подобные исследования также позволят лучше понимать природу этих экстремальных явлений. На нём можно увидеть структуру магнитного поля вдоль струи. Это хорошо, потому что даже на расстоянии 26 000 световых лет от нас активно «стреляющая» сверхмассивная чёрная дыра могла бы оказывать воздействие на Землю.
Такие объекты способны определять судьбу целых Галактик.
Получен первый в истории снимок сверхмассивной черной дыры
и миллиметровых обсерваторий под названием Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) получила первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. В 2019 году с помощью «Телескопа горизонта событий» (Event Horizon Telescope) удалось сделать первый снимок крайней части невероятно большой черной дыры из галактики M87, вокруг которой скапливаются специфические газы. Консорциум Event Horizon Telescope (EHT) с 2006 года работал над тем, чтобы получить снимок горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Участники проекта Event Horizon Telescope впервые измерили магнитное поле в окрестностях горизонта событий сверхмассивной черной дыры, наблюдая.
Астрономы впервые зафиксировали фотонное кольцо у черной дыры
Телескоп горизонта событий (англ. Event Horizon Telescope, EHT) — проект по созданию большого массива телескопов. Сеть обсерваторий из проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) опубликовала первое изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. В прямом эфире астрофизики из проекта Event Horizon Telescope («Телескоп горизонта событий») продемонстрировали изображения чёрной дыры в галактике Messier 87, удалённой от Земли на 50 млн световых лет. МОСКВА, 12 мая — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. Ученые коллаборации "Телескопа горизонта событий" сообщили, что им удалось получить изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Всего в проекте Event Horizon Telescope задействовано восемь обсерваторий, в частности, радиотелескоп ALMA в чилийской пустыне Атакама и SPT (South Pole Telescope) на Южном полюсе.
Телескоп горизонта событий заглянул в «сердце» далекого квазара
Это стало возможным только благодаря международному сотрудничеству и технологическому прогрессу, достигнутому в последние несколько лет», — рассказывает Лучано Реззола, профессор теоретической релятивисткой астрофизики из Франкфуртского университета им. Гете Германия , один из участников проекта «Event Horizon Telescope». Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Credit: Event Horizon Telescope Существование черных дыр следует из Общей теории относительности Альберта Эйнштейна, считающейся сегодня стандартной теорией гравитации, неоднократно подтвержденной экспериментально. Они представляют собой области пространства-времени, гравитационное притяжение которых настолько велико, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Другими словами, все, что подойдет слишком близко черной дыре и будет затянуто за горизонт событий, уже не сможет вырваться обратно. Однако это теория, и никогда ранее черные дыры, а точнее их тени, не наблюдались напрямую. Проблема в том, что, даже обладая огромными массами, размеры этих объектов не столь велики, чтобы современные телескопы в одиночку могли их рассмотреть с разрешением, позволяющим разделить аккреционный диск, окружающий черную дыру, и горизонт событий.
They were then painstakingly converted into an image using novel computational tools developed by the collaboration. This animation shows the locations of some of the telescopes making up the EHT, as well as the long baselines between the telescopes. Their simulation shows a black hole surrounded by luminous matter. This matter disappears into the black hole in a vortex-like way, and the extreme conditions cause it to become a glowing plasma.
Вполне вероятно, что в будущем NASA или другая аналогичная организация отправит на Европу зонд для детального изучения, но пока ученые смогут наблюдать за ней с помощью телескопа «Джеймс Уэбб» «Хабблу» для этого не хватало мощности. Он же поможет в изучении другого спутника Юпитера — Титана. На нем также есть вода в жидком виде, что может свидетельствовать о наличии какой-либо жизни. Вполне вероятно, что «Джеймс Уэбб» поможет определиться с целесообразностью более детального изучения этих небесных тел в будущем. Главное, чтобы ему хватила не это времени. Спутник Юпитера по имени Европа давно привлекает ученых в качестве небесного тела для потенциальной жизни Новый телескоп поможет с поиском планет, напоминающих Землю Он даст возможность заглянуть в космос гораздо дальше В последние годы исследование космоса планомерно набирает обороты. Еще около десяти лет тому назад ученые не знали о планетах, расположенных за пределами Солнечной системы, фактически ничего. Но уже сегодня известны семь планет размером с Землю, и три из них вполне могут находиться в обитаемой зоне. Большим скачком вперед стал телескоп «Кеплер», с помощью которого удалось обнаружить около пяти тысяч планет. Впрочем, он не дает возможность подробно изучить многие планеты, которые напоминают Землю по размеру.
Александр Войтюк Коллаборация Телескопа горизонта событий EHT показала первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Трансляция пресс-конференции, посвященной открытию, велась на Youtube. EHT Event Horizon Telescope представляет собой глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой , работающий на длине волны 1,3 миллиметра. Благодаря синхронизации работы телескопов, расположенных на разных континентах, при помощи атомных часов и использовании суперкомпьютеров для обработки данных ученые в 2019 году впервые в истории получили изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре активной эллиптической галактики M87, увидели ее колебания и измерили магнитное поле вблизи дыры.
Event Horizon Telescope captures images of NRAO 530 quasar
Event Horizon Telescope Collaboration Stub. Next Generation Event Horizon Telescope. Европейская южная обсерватория (ESO) совместно с Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой располагается Земля. Event Horizon Telescope Collaboration Stub. Консорциум Event Horizon Telescope (EHT) с 2006 года работал над тем, чтобы получить снимок горизонта событий сверхмассивной черной дыры. Кстати, «Телескоп Горизонта Событий» будет не единственным участником операции.
Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути
Потому что слово "фотография" переводится как светопись. А какой может быть свет там, где кванты света поглощаются? Но, если отбросить формализм в сторону, это всё-таки снимок контуров дыры, и для того, чтобы его получить, команде Event Horizon Telescope в составе 300 учёных из 80 институтов пришлось объединить работу одиннадцати гигантских телескопов, расположенных на пяти континентах. В общей сложности было собрано 3,5 петабайта данных, или 3584 терабайта. Только создав сложные алгоритмы обработки и собрав воедино максимальное число ракурсов, а затем смонтировав данные, на что ушли годы, учёные получили искомый снимок. Эта технология была впервые отработана на сверхмассивной звезде в центре галактики М87, снимок которой был обнародован в 2019 году. Учёные верят в то, что это только начало. Интерес к чёрным дырам растёт с каждым днём, уровень техники совершенствуется, и, возможно, в недалёком будущем подобные снимки получится делать чаще, и они будут всё более и более качественными. Исходя из этого, вскоре можно будет решить ряд проблем, связанных с чёрными дырами, остающихся пока что камнем преткновения. Одна из них — применима ли теория относительности, которая в целом хорошо справляется с объяснением законов Вселенной, за пределами горизонта событий, где есть ещё один горизонт — горизонт Коши, и там все представления о предсказуемой Вселенной сыплются, ввергая учёных в панику. Чтобы не сойти с ума, Роджер Пенроуз ввёл "принцип космической цензуры", согласно которому, грубо говоря, "то, от чего учёные сходят с ума и паникуют, живёт только в теоретических построениях, а Вселенная существует по уже открытым законам".
То есть все противоречия нужно выводить за скобки. Состоятельность той же теории относительности, как и выкладок Хокинга, доказывается здесь и сейчас — на практике.
From the EHT observations, we expect to better understand the physics around the black hole, as well as probe General Relativity. In 2019, EHT reported the first-ever picture of the black hole with the observation of the nuclear black hole in the galaxy M87 EHT Collaboration et al.
Особенно привлекает возможность изучить окрестности Сатурна, к которому в ближайшие годы не планируется направлять автоматические межпланетные миссии с Земли. С помощью телескопа ученые смогут оценить астробиологический потенциал Энцелада и Титана, под поверхностью которых предположительно есть океаны с условиями, пригодными для живых организмов. Анализ химического состава этих миров поможет ученым исследовать особенности взаимодействия океана с поверхностью спутника и ответить на вопрос, есть ли там жизнь. В погоне за «кротовыми норами» В объектив «Миллиметрона» попадут также центральные области активных ядер галактик. По всей видимости, это сверхмассивные черные дыры, но нельзя исключать, что некоторые из них окажутся «кротовыми норами». Поиск «кротовых нор» — одна из самых интересных и захватывающих задач «Миллиметрона». В отличие от черных дыр, эти таинственные объекты в космосе наблюдателями пока не обнаружены. На сегодняшний день «кротовая нора» — это гипотетическое явление, существование которого допускается общей теорией относительности. Она предположительно состоит из двух входов, своеобразных порталов, которые могут располагаться на значительном удалении друг от друга, возможно, даже в разных Вселенных. Открытие этих объектов произвело бы революцию в наших представлениях о пространстве и окружающем мире. Благодаря своим параметрам «Миллиметрон» сможет приблизиться к разгадке этой тайны. Статус проекта Как рассказали Сергей Лихачев и Евгений Голубев, в настоящее время создается ряд опытных образцов различных составных частей космической обсерватории. Один из самых высокотехнологичных образцов — система раскрытия главного зеркала. Помимо раскрытия лепестков и их фиксации в рабочем положении с высокой точностью, она выполняет функции силовой конструкции главного зеркала для восприятия нагрузок выведения на ракете-носителе. Когда зеркало «Миллиметрона» раскроется, оно должно будет зафиксироваться с погрешностью не более 1 мм — сложнейшая задача, учитывая его габариты. Однако она выполнима: прежде на конструкторско-технологическом макете главного зеркала была достигнута точность раскрытия 0. Как объяснил Евгений Голубев, последнее слово остается за опытным образцом: «А опытный образец уже должен подтвердить это требование для полной снаряженной массы конструкции зеркала. Испытания опытного образца главного зеркала потребуют создания уникальной системы обезвешивания, предназначенной для компенсации влияния силы тяжести на конструкцию в наземных условиях».
Вся эта сеть работает как единый телескоп диаметром 10 тыс. Это и еще специально разработанный компьютерный алгоритм, позволяющий распознавать образы на основе зашумленной информации, и позволили построить, как из элементов пазла, фотографическое изображение черной дыры. Выглядит это как темный круг с оранжевым ореолом. М87 в 1500 раз более массивная и в 2000 раз более далекая черная дыра. Чтобы решить эту проблему, была создана модель вращения, которая распознавала, в какой именно фазе находится изображение с данной фотографии. Фотографии заняли 6000 терабайт и обрабатывались суперкомпьютером в Бостоне. Над проектом трудилось около 300 ученых.