Именно в этот день состоялась конференция ученых проекта Event Horizon Telescope (EHT), на которой были обнародованы изображения сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, которая находится в самом центре нашей галактики. На пресс-конференции в Европейской южной обсерватории ученые коллаборации «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope) представили первое изображение сверхмассивной черной дыры Стрелец А, расположенной в центре галактики Млечный Путь.
Черную дыру впервые разглядели в телескоп
видимой границы черной дыры получено в рамках международного проекта Event Horizon Telescope (EHT) / «Телескоп горизонта событий». A large team of scientists has used data from the Event Horizon Telescope (EHT) project to create images of the NRAO 530 quasar. Карта размещения обсерваторий Телескопа горизонта событий (Event Horizon Telescope), включающий восемь обсерваторий в шести местах (ESO). Изображение было получено международной исследовательской группой — Коллаборацией «Телескоп горизонта событий» (EHT), которая выполнила наблюдения объекта при помощи глобальной сети р.
Телескоп горизонта событий получил изображения квазара в 7,5 млрд световых годах от Земли
| Event Horizon Telescope captures images of NRAO 530 quasar | Диаметр горизонта событий дыры в галактике М87 в полторы тысячи раз превышает диаметр горизонта нашей «домашней» дыры. |
| Event Horizon Telescope captures images of NRAO 530 quasar | Event Horizon Telescope ready to image black hole (BBC News). |
| Астрономы показали первое в истории изображение черной дыры | Диаметр горизонта событий дыры в галактике М87 в полторы тысячи раз превышает диаметр горизонта нашей «домашней» дыры. |
Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры
Парадоксально, что слово «фотография» буквально означает «запись света», а согласно теории относительности Эйнштейна черная дыра — это сверхтяжелый объект, из гравитационного поля которого ничто не может вырваться, даже свет. Тот порог, до которого свет может избежать затягивания в черную дыру, а после которого — уже нет, и называется горизонтом событий. В 2012 году известный физик Стивен Хокинг поставил под сомнение существование горизонта событий, предложив переформулировать термин в «видимый горизонт». По мнению Хокинга, подобная сфера не поглощает материю, информацию и свет, а только временно удерживает их, потом «выбрасывая» в космос в искаженном виде.
Обратное противоречило бы законам квантовой физики. Но человечество, тем не менее, твердо решило сфотографировать то, что свет не излучает, а, наоборот, поглощает. Еще и техникой с существенными недостатками.
Подобная возможность дала бы человечеству материал для изучения общей теории относительности в режиме сильного поля, прояснила бы научное положение горизонта событий и фундаментальную физику черных дыр, самых загадочных объектов во Вселенной, чья мистическая природа давно будоражит умы мечтателей и исследователей. В космических масштабах черные дыры считаются объектами не очень большими, но находятся они от нас в миллионах световых лет. Самым большим объектом в нашем распоряжении пока остается собственная планета, поэтому работать пришлось с ней.
Ученые объединили восемь радиотелескопов, расположенных в разных местах, от Северной Америки до Испании, в один большой Телескоп Горизонта Событий Event Horizon Telescope. Всего в создании этого грандиозного проекта участвовало около 200 человек из 13 университетов и исследовательских центров: Национальной Астрономической Обсерватории Японии, Массачусетского Технологического института, Радиоастрономического института Макса Планка в Бонне и другие. Изображение, сделанное обсерваторией NASA.
Наблюдения говорят нам об активной сверхмассивной черной дыре, которая притягивает к себе материал и заставляет его погружаться в свою пасть. Изучив ее орбиту, были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры. Более поздние наблюдения определили массу в 3,7 млн солнечных масс в объеме с радиусом в 6,25 световых часов, или 6,7 млрд км. Ее активность в центре Млечного Пути превращает ее в своего рода двигатель, который, поглощая материю из того, что проходит поблизости, производит энергию в виде интенсивного излучения. 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.
Чтобы получить изображение этого объекта, астрофизики использовали сеть из восьми обсерваторий в разных частях Земли, которые и образуют все вместе виртуальный телескоп размером с планету, носящий название Телескопа горизонта событий. Сбор данных велся в течение «множества ночей» по много часов подряд, что можно сравнить с фотосъемкой с длинной экспозицией, говорят ученые. Затем информация долго обрабатывалась суперкомпьютерами. Это было словно пытаться сделать четкое фото щенка, стремительно гоняющегося за собственным хвостом», — говорит о работе ученых Чи-Кван Чан из Университета Аризоны. Полученные изображения — это результат сведения воедино различных снимков, их «среднее арифметическое».
A panel of EHT researchers will explain the result and answer questions. EDT 7:30 a. Using the Event Horizon Telescope, scientists obtained an image of the black hole at the center of galaxy M87, outlined by emission from hot gas swirling around it under the influence of strong gravity near its event horizon.
Телескоп горизонта событий получил изображения квазара в 7,5 млрд световых годах от Земли
Диаметр горизонта событий дыры в галактике М87 в полторы тысячи раз превышает диаметр горизонта нашей «домашней» дыры. 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. Телескоп горизонта событий заметил круговую поляризацию излучения от сверхмассивной черной дыры в галактике М87. 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
Однако с черной дырой ситуация совсем другая: обладая крайне сильной гравитацией, она отклоняет и изгибает траекторию движения света настолько, что мы фактически можем видеть то, что находится за ней. И, учитывая, что сама по себе черная дыра не излучает свет, ожидаемое изображение представляет собой яркое кольцо, состоящее из всех отклоненных ею лучей. И то, что мы увидели, отлично согласуется с моделями», — добавил Роман Голд из Франкфуртского университета им. Гете, также участник проекта «Event Horizon Telescope». Расположение радиотелескопов глобальной сети. Credit: ESO Всего за 2017 и 2018 года «массив размером с Землю» выполнил около 60 часов наблюдений, собрав в общей сложности примерно 10 петабайт данных.
Ученые потратили полтора года, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение источника — сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87. Но, разместив телескопы по всему миру для создания телескопа размером с Землю, был достигнут этот беспрецедентный результат, предвещающий новую эпоху в исследовании черных дыр и прокладывающий путь для дальнейших научных прорывов», — прокомментировали событие в Европейской южной обсерватории ESO , чьи телескопы добавляют ощутимую мощь глобальной сети «Event Horizon Telescope».
Новое исследование как раз и устраняет эту проблему. Диффузное сияние на изображении горизонта событий М87 говорит нам не только о черной дыре, но и о газе, окружающем черную дыру. И при помощи нового алгоритма визуализации международной команде астрономов удалось отделить от изображения картинку фотонного кольца.
Это исследование — пример современного подхода к астрономическим наблюдениям. Сейчас обсерватории собирают такое количество данных, что в них зачастую гораздо больше информации, чем кажется. По мере изучения методов их обработки ученые вскрывают все новые пласты информации, скрытые под поверхностью. Международная команда физиков предприняла первую попытку понять, что такое черные дыры, что внутри них, откуда они берутся и что происходит на горизонте событий с помощью двух новейших технологий — квантовых вычислений и машинного обучения. Ученые считают, что ответы на эти вопросы могут быть получены при проверке голографического принципа, выдвинутого физиками в конце прошлого века.
Event Horizon Telescope, EHT — проект по созданию большого массива телескопов, состоящего из глобальной сети радиотелескопов и объединяющего данные нескольких станций интерферометрии с очень длинной базовой линией VLBI по всей Земле. Алгоритм визуализации сверхмассивной чёрной дыры по данным, полученным радиотелескопами, разработала Кэтрин Боуман.
Но астрономы связывают два или более радиотелескопов и объединяют свои сигналы с помощью интерферометрии, чтобы эффективно работать вместе как одна большая тарелка. Постоянно расширяющийся спектр связанных удаленных телескопов значительно увеличил разрешающую способность наблюдений. Шепард Доулман из Гарварда дерзко предположил, что объединение радиотелескопов в отдельный мир может достичь разрешающей способности для изображения черной дыры. Чтобы справиться с этой задачей, команда телескопов Event Horizon насчитывает более 200 ученых и 8 радио обсерваторий, расположенных на четырех континентах.
Чтобы объединить наблюдения в виртуальные с помощью интерферометрии, требуется объединение радиосигналов с изысканной синхронизацией, чтобы они были практически одновременными. Самые точные в мире атомные часы использовались для отметки времени всех записанных данных с радиотелескопов. Соединения с Интернетом были недостаточны для передачи огромного количества данных, поэтому они были записаны и физически отправлены в компьютерные центры в США и Германии для анализа. Приборы, разработанные учеными из Berkeley SETI, внесли свой вклад в замечательные электронные и аналитические возможности операции. Первой целью была сверхмассивная черная дыра в галактике M87. Астрономы уже видели, что массивные струи заряженных частиц простираются на тысячи световых лет от центрального источника, но двигатель, приводящий в действие выбросы, оставался невидимым см.
Фото выше эмиссионной струи, снятой с телескопа Хаббла. В связи с тем, что погода сотрудничала во многих местах, в апреле 2017 года проводились одновременные наблюдения в течение большей части десятидневного периода. Для интерпретации данных и восстановления изображения по сигналам, полученным со всех телескопов, потребовалось почти два года. Их сравнивали с сотнями компьютерных симуляций, которые применяли математику общей теории относительности к моделируемым параметрам, включая массу черной дыры, вращение, ориентацию оси вращения черной дыры и окружающего аккреционного диска и многое другое. На историческом изображении изображена темная «дыра в космосе», окруженная кольцом света, которое становится немного размытым из-за предела разрешения. Термин «светлый» используется в общем смысле; обнаруженное здесь излучение имеет длину волны в миллиметрах, которая не видна глазу, и отображается в произвольных цветах.
Этот темный край обозначает внутренний предел стабильной орбиты фотоны вокруг черной дыры. Это примерно в два раза больше фактического горизонта событий. Эффекты относительности сильно искажают путь света, излучаемого окружающим аккреционным диском и фоновыми источниками. Можно подумать, что черная дыра действует как такая мощная линза, что она не только направляет лучи света к нам, но и заставляет некоторых вращаться по орбитам, как спутник, вращающийся вокруг Земли. Фотоны, отклоняющиеся внутрь от «последней стабильной фотонной орбиты», навсегда теряются в горизонте событий, в то время как другие могут двигаться к нам. Наилучшее совпадение изображения с компьютерным моделированием, а также с известным направлением радиоструй свидетельствует о том, что мы наблюдаем черную дыру почти над ее осью вращения и она вращается по часовой стрелке с нашей точки зрения.
Его сферическая форма согласуется с предсказаниями общей теории относительности. Увеличенная яркость нижнего квадранта обусловлена релятивистским усилением световых волн, движущихся к нам.
#Event Horizon Telescope
| Космический дебют: о чём может рассказать первая в истории фотография сверхмассивной чёрной дыры | Телескоп горизонта событий (англ. Event Horizon Telescope, EHT) — проект по созданию большого массива телескопов. |
| «Необычайное объявление» о центральной черной дыре нашей галактики ожидается 12 мая | Телескоп Event Horizon (EHT) добавил большее количество обсерваторий в глобальную сеть радиотелескопов, и первое изображение черной дыры нашей галактики может быть получено меньше, чем через год. |
| Event Horizon 💻 – Telegram | 20 мая сотрудники Европейской южной обсерватории (ESO) и команда, занимающаяся исследованиями на Телескопе горизонта событий (EHT, Event Horizon Telescope), провели пресс-конференцию, на которой показали фото черной дыры в центре нашей Галактики. |
| Groundbreaking Milky Way Results From the Event Horizon Telescope Collaboration – Watch Live | свежие новости - CT News. |
| Photographing a black hole | Данные проекта «Телескоп горизонта событий» позволили ученым получить изображение тени сверхмассивной черной звезды. |
Телескоп Event Horizon показал магнитные поля вокруг черной дыры Стрелец А*
Дополнительным источником яркого света оказывается вещество, которое притягивается к чёрной дыре, но не пересекает горизонт событий — оно пролетает мимо с очень высокой скоростью и образует так называемые релятивистские струи или джеты. Задействовать те же методы не получилось из-за большого расстояния до объекта — оно составляет 7,5 млрд световых лет. Результаты исследования показали, что NRAO 530 относится к классу блазаров: его релятивистские струи направлены почти прямо на Землю. На изображениях в южном участке струи присутствует яркий объект — исследователи считают, что это радиоядро.
Пока ученые следили за М87 всего четыре дня. По их словам, будь у них две недели, а еще лучше — два месяца, они бы сделали видео. Новостью активно стали делиться популяризаторы науки, но шутки про первую запечатленную черную дыру уже ушли в народ, и М87 тут же стала мемом. By its very nature, a black hole cannot be seen, but the hot disk of material around it shines bright. По своей природе черная дыра не видна, но горячий диск материи вокруг нее ярко светится.
На ярком фоне, таком как этот диск, черная дыра отбрасывает тень» — Томас Хансуэли, астрофизик, Первый помощник руководителя Дирекции научных миссий NASA. The photo of the black hole is blurry, but if you zoom and enhance then you can see its full destructive power pic.
Для этого пришлось объединить несколько десятков телескопов в один массив, направить их на один и тот же объект, провести измерения, а затем собрать эти данные в единую картинку. Они собрали накопленные за год наблюдения, а также архивные данные за 2009-2013 годы и смогли построить картину того, как колеблется тень черной дыры со временем. Наблюдения 2009-2013 годов содержат гораздо меньше данных, чем измерения, проведенные в 2017 году, поэтому создать из них изображение было невозможно. Диаметр тени черной дыры по-прежнему соответствует предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна для черной дыры с массой 6,5 миллиарда солнечных.
Фото выше эмиссионной струи, снятой с телескопа Хаббла. В связи с тем, что погода сотрудничала во многих местах, в апреле 2017 года проводились одновременные наблюдения в течение большей части десятидневного периода. Для интерпретации данных и восстановления изображения по сигналам, полученным со всех телескопов, потребовалось почти два года. Их сравнивали с сотнями компьютерных симуляций, которые применяли математику общей теории относительности к моделируемым параметрам, включая массу черной дыры, вращение, ориентацию оси вращения черной дыры и окружающего аккреционного диска и многое другое. На историческом изображении изображена темная «дыра в космосе», окруженная кольцом света, которое становится немного размытым из-за предела разрешения.
Термин «светлый» используется в общем смысле; обнаруженное здесь излучение имеет длину волны в миллиметрах, которая не видна глазу, и отображается в произвольных цветах. Этот темный край обозначает внутренний предел стабильной орбиты фотоны вокруг черной дыры. Это примерно в два раза больше фактического горизонта событий. Эффекты относительности сильно искажают путь света, излучаемого окружающим аккреционным диском и фоновыми источниками. Можно подумать, что черная дыра действует как такая мощная линза, что она не только направляет лучи света к нам, но и заставляет некоторых вращаться по орбитам, как спутник, вращающийся вокруг Земли.
Фотоны, отклоняющиеся внутрь от «последней стабильной фотонной орбиты», навсегда теряются в горизонте событий, в то время как другие могут двигаться к нам. Наилучшее совпадение изображения с компьютерным моделированием, а также с известным направлением радиоструй свидетельствует о том, что мы наблюдаем черную дыру почти над ее осью вращения и она вращается по часовой стрелке с нашей точки зрения. Его сферическая форма согласуется с предсказаниями общей теории относительности. Увеличенная яркость нижнего квадранта обусловлена релятивистским усилением световых волн, движущихся к нам. Расчетная масса черной дыры составляет 6,5 миллиардов солнц, упакованных в горизонт событий примерно размером с нашу солнечную систему.
Команда Event Horizon Telescope планирует выпустить дальнейший анализ, который включает измерения поляризации, чтобы отобразить интенсивные магнитные поля, которые обвивают черную дыру и концентрируются, и усиливают энергетические пучки заряженных частиц, которые извергаются в полярных направлениях от M87 и многих других квазаров и активных галактические центры. Будущие наблюдения на более коротких волнах и добавление большего количества телескопов планируется улучшить разрешение изображения. Следующий большой скачок в разрешении изображения потребует размещения радиотелескопов на орбите или на Луне. Его масса, оцененная по движению звезд и газа, вращающегося очень близко к центру галактики, составляет всего 4 миллиона солнечных масс. По сравнению с черной дырой M87, это всего лишь пшик, но расстояние до него составляет всего 25 000 световых лет.
Это настолько близко, что угловой размер должен быть примерно таким же, как черная дыра в M87. Хотя наблюдения уже сделаны, сокращение данных имеет свои проблемы. Вглядываясь в диск нашей галактики, мы сталкиваемся с сильно затеняющим материалом, и эта меньшая черная дыра может поглощать материю с нерегулярной скоростью, вызывая более быстрые изменения яркости и формы обнаруженного изображения. В то время как проблема в получении изображения, такое изменение могло бы помочь астрономам понять особенности роста черной дыры.
«Необычайное объявление» о центральной черной дыре нашей галактики ожидается 12 мая
A large team of scientists has used data from the Event Horizon Telescope (EHT) project to create images of the NRAO 530 quasar. Телескопом горизонта событий. Команда телескопа горизонта событий показала первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути. 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. Их получила обсерватория «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope), объединившая в глобальную сеть несколько крупнейший радиотелескопов, разбросанных по разным континентам. Изображение было получено международной исследовательской группой — Коллаборацией «Телескоп горизонта событий» (EHT), которая выполнила наблюдения объекта при помощи глобальной сети р.
На фото показали магнитное поле вокруг сверхмассивной чёрной дыры нашей Галактики
Now that the Event Horizon Telescope collaboration has released its image of the Milky Way's black hole, the team is focusing on making movies of the two photographed black holes and finding other distant black holes large enough to study. Телескоп горизонта событий (EHT) получил самое подробное изображение ядра и релятивистского джета квазара NRAO 530. 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.
Телескоп горизонта событий заметил колебание тени черной дыры
Участники проекта Event Horizon Telescope впервые проверили эти гипотезы. Он обнаружил, что мощные магнитные поля определенным образом закручивают волны света и заставляют его поляризоваться. Оказалось, что магнитные поля действительно играют важную роль в движении потоков материи в окрестностях горизонта событий. Декстер и его коллеги надеются, что дальнейшее изучение данных EHT поможет уточнить, как именно магнитные поля влияют на формирование выбросов черных дыр. Понимание этого критически важно для оценки влияния сверхмассивных черных дыр на рост галактик, в том числе и Млечного Пути, заключают ученые.
Полученные изображения — это результат сведения воедино различных снимков, их «среднее арифметическое». Участник коллаборации Кейичи Асада отметил, что теперь ученые могут заниматься сопоставлением различий между двумя супермассивными черными дырами, что должно дать бесценную информацию о том, как такие объекты функционируют. Работа по обнаружению сверхмассивного компактного объекта в центре Млечного пути — этим объектом оказалась черная дыра — удостоилась Нобелевской премии по физике в 2020 году. Сам объект был найден методом отслеживания движения звезд в конце прошлого века.
She explains the shadow as the black hole absorbing the light around it. Whether or not shadow is the perfect word, it imprints this darkness on the surrounding emission. Like a whirlpool, the material spiraling around a black hole is mostly flat. Scientists call it an accretion disk. And these accretion disks can stretch across vast distances and give off incredibly bright energy that shines across the cosmos. But capturing these beacons is like photographing a mushroom cloud during an atomic blast, when the real science is happening on the level of atoms at the heart of the explosion. Scientists have long desired to see inside the disk to where the material actually disappears into the black hole. Before EHT, that level of detail had eluded them. Why the Event Horizon Telescope took so long to image a black hole Occasionally, this semi-chaotic swirl of accretion disk material collides with itself, launching matter out in jets that extend thousands of light-years and travel at nearly the speed of light. But the exact cause of these extreme speeds remains unclear. Scientists say that magnetic fields are a prime suspect. Imaging the central area of the black hole should give that proof.
Анализ квазара показал, что он оптически агрессивен, а еще его можно причислить к блазарам. От обычного квазара они отличаются расположением. Объединив данные с нескольких телескопов, исследовательская группа смогла создать два изображения. Оба показывают яркость на южном конце одной струи, которая, по мнению исследователей, является радиоядром. Разрешение изображений было достаточно высоким, чтобы были видны два компонента ядра.