Первое фото чёрной дыры

Материал из Викиновостей, свободного источника новостей
Перейти к навигации Перейти к поиску

11 апреля 2019

В 16:00 мск в среду, 10 апреля 2019 года, учёные продемонстрировали первые в истории снимки окрестности чёрной дыры (горизонта событий). Астрофизики показали, как выглядит сверхмассивная чёрная дыра M 87* в центре сверхгигантской эллиптической галактики Messier 87 (М87) в созвездии Девы. Для представления первых результатов исследований проекта Event Horizon Telescope (EHT) учёные созвали сразу несколько пресс-конференций на четырёх языках в разных городах на разных континентах — Брюсселе, Вашингтоне, Сантьяго, Шанхае, Тайбэе и Токио. Видеозапись пресс-конференции в Брюсселе размещена на YouTube.


Сверхмассивная чёрная дыра M 87* в центре галактики М 87. Эта чёрная дыра стала первой, чьё изображение получено напрямую (Event Horizon Telescope)


Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий) — это запущенный в 2012 году международный проект по созданию сверхбольшого телескопа диаметром 12 тысяч километров, физически состоящего из восьми радиотелескопов, расположенных от Южного полюса до Испании, и объединяющего данные нескольких станций интерферометрии с очень длинной базовой линией (VLBI) по всей Земле.

Цель эксперимента состоит в том, чтобы наблюдать непосредственное окружение сверхмассивной чёрной дыры Стрельца A* (Sagittarius A*, Sgr A*) в центре Млечного Пути (нашей галактики), а также ещё большую чёрную дыру в сверхгигантской эллиптической галактике Мессье 87 с угловым разрешением, сопоставимым с горизонтом событий чёрной дыры.


Стрелец A*. Это изображение снято с помощью Чандра, рентгеновской обсерватории NASA. Эллипсами отмечены световые эха


Чёрная дыра — это область пространства-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света. Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер — гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда.

Непосредственно увидеть чёрную дыру — всё что находится внутри горизонта событий, невозможно — это чёрное пятно на снимке из которого не может выйти свет и которое заслоняет все объекты находящиеся за ним.

Однако, вокруг чёрной дыры вращается аккреционный диск из ионизованного газа и пыли, из которого с релятивистской скоростью почти перпендикулярно вырывается джет. Аккреционный диск — это структура, возникающая в результате падения диффузного материала, обладающего вращательным моментом, на массивное центральное тело (аккреция). Сжатие вещества, а также выделение тепла в результате трения дифференциально вращающихся слоёв, приводит к разогреву аккреционного диска. Он ярко светится в определённом диапазоне радиоволн. Тепловое излучение дисков, образовавшихся вокруг нейтронных звёзд и чёрных дыр, приходится на рентгеновский диапазон.

Таким образом, согласно современным представлениям, «снимок чёрной дыры» должен выглядеть как близкое к округлой форме чёрное пятно в центре (горизонт событий), вокруг которого расположен яркий «бублик» (аккреционный диск) со смещённой в одну сторону яркостью. Об этом ещё в 2013 году рассказывал астроном из Университета Калифорнии в Беркли Айман Бин Камруддин (англ. Ayman Bin Kamruddin), работавший в команде «Телескопа горизонта событий»

В ядре галактики Messier 87 (М87), расположенной на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли, находится сверхмассивная чёрная дыра M 87* массой около 3,5± 0,8 млрд масс Солнца. Это один из самых массивных объектов, известных науке. Эту чёрную дыру обнаружила в 2011 году группа американских астрономов во главе с Карлом Гебхардтом (англ. Karl Gebhardt) из Университета Техаса с помощью 8-метрового телескопа на Гавайских островах. Она считалась самым массивным объектом такого рода, пока её рекорд не побили сверхмассивные чёрные дыры в галактиках NGC 3842 и NGC 4889 с массами в 9,7 и 27 млрд масс Солнца. Диск вокруг чёрной дыры в галактике М87 вращается со скоростью около 1000 км/с и достигает в размерах 0,39 световых лет. Масса газа, падающего в чёрную дыру, достигает примерно одной массы Солнца каждые 10 лет. Газ светится настолько сильно, что затмевает по яркости несколько миллиардов звезд, расположенных в той же галактике, — поэтому его можно увидеть с Земли.

Однако со столь далёкий расстояния даже такой гигантский и яркий объект рассмотреть сложно. Для этого потребовался бы телескоп размером с Землю. Поэтому учёные использовали восемь обсерваторий, расположенных на Гавайях, в США, Испании, Мексике, Чили и на Южном полюсе. Каждый из них в апреле 2017 года измерял радиацию, исходящую от чёрной дыры.


Расположение телескопов проекта Event Horizon Telescope


Полученная информации занимала такой объём, что пересылать её по интернету было неэффективно. Сотни жёстких дисков свозили самолетами в аналитические центры в Бонне и Бостоне.

Следом астрофизики два года анализировали полученную информацию на суперкомпьютере и создали изображение, которое выглядит так, будто снято с помощью одного гигантского телескопа размером с нашу планету.

В результате на снимке мы увидели именно то, что и предсказывали современные астрофизические теории — яркий смещённый бублик со смещённой яркостью вокруг тёмного пятна.


Сверхмассивная чёрная дыра M 87* в центре галактики М 87. Эта чёрная дыра стала первой, чьё изображение получено напрямую (Event Horizon Telescope)


Профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке пояснил BBC:

«То, что мы видим [на снимке], — больше по размеру, чем вся наша Солнечная система. Масса этой чёрной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз. Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать. Абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе.»


Apjlab0e85f15 EHT-images-M87-four-days.jpg
Apjlab0e85f4 EHT-images-M87-four-teams.jpg


 

Комментарии[править]

Викиновости и Wikimedia Foundation не несут ответственности за любые материалы и точки зрения, находящиеся на странице и в разделе комментариев.