На Очень большом телескопе-интерферометре Европейской южной обсерватории (VLTI ESO) наблюдалось облако космической пыли в центре галактики Мессье 77, внутри которого скрыта сверхмассивная чёрная дыра.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
тени черной дыры – это была сверхмассивная черная дыра в центре активной гигантской эллиптической галактики M87 (Messier 87, Мессье 87, еще ее называют Дева A). Масса сверхмассивной черной дыры в центре M87 составляет порядка 6,5 млрд масс Солнца. Сверхмассивные черные дыры обладают массой от миллиона до триллиона солнечных масс, и располагаются в центре крупных галактик. В том числе, в Млечном пути находится черная дыра Стрелец А*, чье прямое изображение было получено астрономами несколько лет назад. Астрономы опубликовали первое фото тени сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики. В ближайших окрестностях Sgr A*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, астрономы обнаружили гигантское облако газа, которое совершает оборот вокруг нее всего за 70 минут и движется всего в три раза медленнее, чем свет. Астрофизики из Австралии и США выяснили, что сверхмассивная черная дыра Sgr A* (Стрелец А*), которая находится в центре Млечного Пути, около 3,5 млн лет. Но ближайшая к Земле известная сверхмассивная чёрная дыра расположена в центре Галактики. Учёные называют её Стрелец A* и обозначают Sgr A*. Она скрыта от прямого наблюдения облаками газа и пыли, плотной межзвёздной средой.
Астрономы подтвердили существование редкой двойной черной дыры в центре далекого квазара
Как сообщили в Европейской Южной обсерватории Германия , этот результат с ошеломляющей очевидностью доказывает, что изображенный объект действительно является черной дырой. Получена ценнейшая информация о процессах, происходящих в окрестности таких монстров, которые, как полагают, находятся в центрах большинства галактик. Изображение было получено международной исследовательской группой — Коллаборацией «Телескоп Горизонта Событий» EHT , которая вела наблюдения объекта при помощи глобальной сети радиотелескопов. Ученые уже давно наблюдают звезды, обращающиеся вокруг какого-то невидимого, компактного и очень массивного тела в центре Млечного Пути. Публикуемое изображение дает первое прямое визуальное доказательство этого. Астрономы наблюдают темную центральную область называемую тенью , окруженную яркой кольцеобразной структурой.
Взрыв породил два конусообразных излучения. Он был таким мощным, что повлиял на Магеллановы Облака Галактики-спутники Млечного Пути , которые находятся в 200 тысячах световых лет от черной дыры. Один из авторов исследования, австралийский астрофизик Джосс Блэнд-Хоуторн, сравнил взрыв со светом маяка в темноте.
Видна темная центральная область называемая тенью , окруженная яркой кольцеобразной структурой. 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.
Различные инструменты, в том числе рентгеновская обсерватория Чандра, очень большая матрица и космический телескоп Хаббла, не смогли обнаружить ни единого намека на черную дыру в центре скопления. Ученые рассчитывают, что черную дыру сможет обнаружить космический телескоп Джеймса Уэбба, запуск которого запланирован на осень 2021 года. Если же и этот мощнейший инструмент не обнаружит признаков черной дыры, то лучшим объяснением будет то, что она когда-то "отскочила" очень далеко от центра галактики. Чтобы проверить эту гипотезу, астрономы из Мичиганского университета вернулись в Чандру для более глубоких наблюдений.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути. На орбите сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути обнаружен пузырь из горячего газа. тени черной дыры – это была сверхмассивная черная дыра в центре активной гигантской эллиптической галактики M87 (Messier 87, Мессье 87, еще ее называют Дева A). Масса сверхмассивной черной дыры в центре M87 составляет порядка 6,5 млрд масс Солнца. Научный коллектив проекта Event Horizon Telescope сообщил о получении первые изображения тени сверхмассивной черной дыры Sgr A*, расположенной в центре Млечного Пути.
На новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии
Сеть обсерваторий из проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) опубликовала первое изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Долгожданное изображение сверхмассивного объекта в самом центре нашей Галактики получено в рамках международного проекта «Event Horizon Telescope». Черная дыра Sgr A* в центре Млечного Пути расположена в 26 тысячах световых лет от нашей планеты, она в 4 млн раз тяжелее Солнца. Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути. Сеть обсерваторий из проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) опубликовала первое изображение тени сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики Млечный Путь.
Впервые получено изображение тени черной дыры в центре Млечного Пути
Но Бонака показала, что GD-1 имеет второй разрыв. И этот разрыв имеет неровный край — область, которую она назвала «отрогом» GD-1, как будто что-то огромное не так давно пролетело через поток, «волоча» за собой звезды благодаря своей огромной гравитации. Похоже, в GD-1 попала невидимая пуля. На этом изображении из презентации Бонаки показана самая подробная карта звездного потока GD-1, показывающая видимый второй разрыв и отрог. Так что звезд с такой массой просто нет. Мы можем исключить такую возможность.
И если бы это была черная дыра, то это была бы сверхмассивная черная дыра, подобная той, которая находится в центре нашей галактики». Конечно, не исключено, что в нашей галактике есть вторая сверхмассивная черная дыра, сказала Бонака. Но мы ожидаем увидеть некоторые признаки этого, такие как вспышки или излучение от ее аккреционного диска. И, к тому же, большинство крупных галактик имеют только одну сверхмассивную черную дыру в центре. Вверху — реальное изображение GD-1.
Внизу — компьютерная модель.
Но если у вас есть быстро вращающаяся черная дыра, пространство-время вокруг нее несимметрично", — отметили авторы научной работы. Ученые добавили, что освещение такого явления, как искажение пространства-времени, очень полезно для астрономов. Это позволит лучше понять, какую роль черные дыры играют в эволюции и формировании галактик.
Скорость вращения черных дыр обозначается цифрами от 0 до 1, где 0 обозначает отсутствие вращения, а 1 — максимальную скорость.
Дело в том, что когда черная дыра поглощает много вещества, вокруг нее образуется аккреционный диск, в котором материя крутится с огромной скоростью. От трения частиц друг о друга вещество в диске разогревается до огромных температур и начинает излучать, сильно нагревая газ в областях, прилегающих к такому активному центру галактики. От этого излучения межзвездный газ начинает разлетаться. Благодаря масштабным обзорам галактик астрономы начали находить в них признаки движения газа. Проблема в том, что наблюдали в основном ионизированный, то есть нагретый, газ. Расчеты показали, что такое «выдувание» вряд ли способно перебить звездообразование. Только в случае крайне активных ядер галактик ученые видели связь с торможением рождения новых звезд.
Тем временем в молодой Вселенной существует множество галактик с затухшим звездообразованием. В новой работе, опубликованной в журнале Nature, астрономы описали галактику, в которой обычное активное галактическое ядро выдувает достаточно холодного и горячего газа для торможения формирования звезд. Тем самым они впервые напрямую подтвердили гипотезы и теоретические расчеты.
И вот наконец мы заглянули за космическую пыль ниже — о том, как именно. В центре вы видите то место, где находится черная дыра. Оно черное, но это не сама дыра, а, так сказать, ее тень. Саму дыру видеть нельзя, потому что даже свет не может оторваться от ее поверхности. Вокруг — свечение раскаленного вещества, которое в последних конвульсиях вращается вокруг черной дыры и вот-вот готово на нее упасть, чтобы исчезнуть из нашего измерения навсегда.
Но как сделали такое фото? С помощью радиотелескопов, как ни странно. Во-первых, радиолучи проходят сквозь космическую пыль а видимый свет — нет. Во-вторых, мы можем сделать радиоизображение более детальным, нежели оптическое. Каким же образом? Объединив усилия нескольких антенн.
Черная дыра в центре нашей галактики более опасна, чем мы думали
В середине 1970-х годов начинается исследование динамических характеристик наблюдаемых объектов. В 1976 году Е. Воллман спектральными методами использовалась линия излучения неона Ne II с длиной волны 12,8 мкм исследовал скорость движения газов, в области диаметром 0,8 пс вокруг галактического центра. По полученным данным Воллман предпринял одну из первых попыток оценить массу объекта, предположительно находящегося в центре галактики. Обнаружение компактных инфракрасных источников[ править править код ] Дальнейшее увеличение разрешающей способности телескопов позволило выделить в газовом облаке, окружающем центр Галактики, несколько компактных инфракрасных источников. В 1975 году Е. Нейгебауэр составили инфракрасную карту центра Галактики для длин волн 2,2 и 10 мкм с разрешением 2,5", на которой выделили 20 обособленных источников, получивших название IRS1—IRS20 [26]. Четыре из них 1, 2, 3, 5 позиционно совпали с известными по радионаблюдениям компонентами радиоисточника Sgr A. Природа выделенных источников долгое время обсуждалась.
Один из них IRS 7 идентифицирован как молодая звезда-сверхгигант, несколько других — как молодые гиганты. IRS 16 оказался очень плотным 106 масс Солнца на кубический парсек скоплением звёзд-гигантов и карликов. Остальные источники предположительно являлись компактными облаками H II и планетарными туманностями, в некоторых из которых присутствовали звёздные компоненты [27]. Последующее десятилетие характеризовалось постепенным ростом разрешающей способности оптических приборов и выявлением всё более подробной структуры инфракрасных источников. К 1985 году стало ясно, что наиболее вероятным местом нахождения центральной чёрной дыры является источник, обозначенный как IRS 16. Были обнаружены также два мощных потока ионизированного газа, один из которых вращался по круговой орбите на расстоянии 1,7 пк от центра Галактики, а второй — по параболической на расстоянии 0,5 пк. Камера диапазона 1—2,5 мкм обеспечивала разрешение 50 угловых мкс [ источник не указан 2053 дня ] на 1 пиксель матрицы.
В своей статье они заявили, что это «беспрецедентно по сравнению с историческими данными». Они проанализировали данные обсерватории Свифт за 2019 год и обнаружили четыре яркие вспышки, самое большое число, когда-либо наблюдавшееся за одну сессию наблюдений, подтверждая, что черная дыра не успокаивается.
Наблюдения на других длинах волн также могут предоставить больше информации. Исследование доступно на сайте arXiv. Baganoff, R.
Он возникает, когда черная дыра затягивает пространство-время, заявила профессор физики Университета штата Пенсильвания Рут Дейли. Но если у вас есть быстро вращающаяся черная дыра, пространство-время вокруг нее несимметрично", — отметили авторы научной работы. Ученые добавили, что освещение такого явления, как искажение пространства-времени, очень полезно для астрономов. Это позволит лучше понять, какую роль черные дыры играют в эволюции и формировании галактик.
Например, предстоящая миссия Laser Interferometer Space Antenna, или LISA, позволит обнаружить сливающиеся черные дыры, массы которых в 1000—10 миллионов раз превышают массу нашего Солнца, но PKS 2131-021 представляет собой наиболее многообещающую цель. Между тем, световые волны — лучший способ обнаружить слияние сверхмассивных черных дыр. Первый такой кандидат, OJ 287, также демонстрирует периодические вариации радиоизлучения.
Эти колебания более нерегулярны и не синусоидальны, но они предполагают, что черные дыры вращаются вокруг друг друга каждые девять лет. Черные дыры внутри нового квазара PKS 2131-021 вращаются друг вокруг друга каждые два года и находятся на расстоянии 2000 астрономических единиц друг от друга, что примерно в 50 раз превышает расстояние между нашим Солнцем и Плутоном или в 10—100 раз ближе, чем пара в OJ 287. Астрономическая единица — это расстояние между Землей и Солнцем. Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
Получена фотография центральной черной дыры Млечного Пути
Теперь у астрофизиков появилась возможность сравнивать изображения двух черных дыр очень разных размеров. Как отмечается, проект EHT продолжает развиваться: во время большой наблюдательной кампании в марте 2022 года было задействовано еще больше телескопов.
Остается неизвестным, как черная дыра смогла образоваться через такой короткий срок после рождения Вселенной. Ученые выразили надежду, что в будущем данные «Джеймс Уэбба» позволят найти ответ на этот вопрос. В ходе исследований также были идентифицированы две другие древние сверхмассивные черные дыры.
Их анализ показал, что число и интенсивность самых слабых вспышек за это время не изменились, зато самые яркие стали мощнее и чаще. Это нарастание активности обнаруживается и в ближнем инфракрасном диапазоне. Авторы провели предварительный анализ и данных за 2019 год.
Ученые считают, что «блуждающие» черные дыры могут появится в результате слияния галактик в расширяющейся вселенной. Меньшая галактика присоединяется к большей основной галактике — и ее центральная сверхмассивная черная звезда перемещается на широкую орбиту своей новой «хозяйки». Она может «бродить» в пределах звездного гало — невидимой области галактики, которая имеет сферическую форму и состоит из разрежённого горячего газа, звёзд и тёмной материи. Гало окружает основной участок галактики и простирается за ее видимую часть.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
Расположенные в центрах галактик чёрные дыры «питаются» окружающей их материей. Загадочные вспышки исходили от находящейся в центре галактики сверхмассивной черной дыры в прошлом месяце. Но ближайшая к Земле известная сверхмассивная чёрная дыра расположена в центре Галактики. Учёные называют её Стрелец A* и обозначают Sgr A*. Она скрыта от прямого наблюдения облаками газа и пыли, плотной межзвёздной средой. Стрелец A*(Sgr A*), сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, не совсем активна. Сверхмассивная черная дыра в центре Галактики вращается так быстро, что искривленная ткань пространства-времени, которая окружает этого монстра, принимает форму, напоминающую мяч для регби. Черная дыра в центре млечного пути в 4 млн раз больше солнца, но почему ее невозможно увидеть? Как собрать телескоп, чтобы сделать снимок хотя бы ее тени?
Первый взгляд на чёрную дыру в центре Млечного пути
Сверхмассивная черная дыра и ее необъяснимая пульсация. Расположенная в самом центре Млечного Пути сверхмассивная черная дыра, которую назвали Стрелец А*, выступает в роли источника радио-, рентгеновского, а также гамма-излучения. Чтобы сфотографировать чёрную дыру, расположенную в центре нашей галактики, нужен телескоп размером с Землю. Черная дыра находилась в центре галактики CEERS 1019, существовавшей примерно через 570 миллионов лет после Большого взрыва. Учёные встревожены поведением чёрной дыры в центре Млечного Пути.
В центре нашей Галактики произошла странная вспышка
Фотографии двух столь разных по размеру черных дыр позволят ученым сравнить их и найти различия. Также изображения дают новые данные для проверки теорий поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр. Этот процесс еще не до конца изучен, но, как считается, играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.
Кроме доступных на тот момент вычислительных мощностей, за неимением компьютерной рисовалки, ему пришлось использовать самодельную «аналоговую» технику, нанося на бумагу тушью точки с плотностью, соответствующей компьютерному расчёту. Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году. Собрать паззл из снимков «нашей» чёрной дыры оказалось значительно труднее. Газ вблизи чёрной дыры движется со скоростью, близкой к скорости света.
Характерное время обращения вокруг значительно более скромной дыры в Стрельце — это минуты. Для сбора итогового снимка потребовалось пять лет работы коллаборации EHT более 300 специалистов из 80 научных учреждений разных стран с использованием суперкомпьютеров. Такие вычислительные мощности нужны даже не столько для комбинирования и обработки данных, сколько для просчёта обширной библиотеки «модельных» чёрных дыр и сопоставления их с наблюдениями. Кластеризация и усреднение снимков для получения композитного изображения чёрной дыры. Некоторые другие материалы о сверхмассивной чёрной дыре и других объектах в центре Млечного Пути.
Это говорит нам, что общая теория относительности управляет всем поведением этих объектов, а любые отличия, которые мы видим, должны обусловливаться различиями в веществе, окружающем эти чёрные дыры», — говорит Сера Маркофф, сопредседатель Научного совета EHT, профессор теоретической астрофизики Амстердамского университета в Нидерландах. Получение этого результата стало возможным благодаря усилиям более трехсот исследователей из 80 институтов всего мира. Группа упорно работала на протяжении пяти лет. Ученые особенно довольны тем, что наконец получили изображения двух чёрных дыр очень разных размеров, и теперь имеют возможность сравнивать их друг с другом. Новые данные начали использоваться для тестирования теорий и моделей поведения газа в окрестностях сверхмассивных черных дыр. Эти процессы еще далеки от полного понимания, но по всей видимости именно они играют ключевую роль в образовании и эволюции галактик.
Их анализ показал, что число и интенсивность самых слабых вспышек за это время не изменились, зато самые яркие стали мощнее и чаще. Это нарастание активности обнаруживается и в ближнем инфракрасном диапазоне. Авторы провели предварительный анализ и данных за 2019 год.