Image Image Image Image Image Image Image Image Image Image

Новости астрономии и астрофизики – The Universe Times | 24.04.2019

Scroll to top

Top

Нет комментариев

Астрономы получили первое в истории изображение чёрной дыры

Астрономы получили первое в истории изображение чёрной дыры

Группа астрономов, собранная из специалистов со всего мира, представила впервые в истории изображение гигантской чёрной дыры в сердце далёкой галактики M87. Ни для кого не секрет, что это событие является поистине революционным в астрофизике.

Это открытие было сделано с помощью проекта Event Horizon Telescope (EHT, Телескоп Горизонта Событий) – объединения планетарного масштаба из восьми наземных радиотелескопов, созданных в рамках международного сотрудничества. Проект EHT был разработан именно для получения изображения чёрной дыры. Вчера, 10 апреля 2019 года, по всему миру состоялась серия скоординированных пресс-конференций, в рамках которых исследователи продемонстрировали свои успехи: они показали первые прямые визуальные наблюдения сверхмассивной чёрной дыры и её тени.

Чёрная дыра M87

Первое в истории изображение гигантской чёрной дыры в сердце далёкой галактики M87. Источник: EHT Collaboration

Об этом прорыве также было объявлено вчера посредством шести статей, опубликованных в специальном выпуске Astrophysical Journal Letters. На изображении показана чёрная дыра в центре объекта M87 – массивной галактики в соседнем к нам скоплении галактик Девы. Тень чёрной дыры – это самое близкое представление образа самой чёрной дыры, абсолютно тёмного объекта, из которого не может выйти свет. Граница чёрной дыры – горизонт событий, от которого и берёт своё название проект EHT – примерно в два с половиной раза меньше, чем тень, которую она отбрасывает и имеет чуть менее сорока миллиардов километров в поперечнике.

Эта чёрная дыра находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли и имеет массу, в шесть с половиной миллиардов раз превышающую массу Солнца. Сверхмассивные чёрные дыры – относительно небольшие астрономические объекты, из-за чего их непосредственное наблюдение до сих пор было невозможно. Поскольку размер чёрной дыры пропорционален её массе, чем массивнее чёрная дыра, тем больше её тень. Благодаря своей огромной массе и относительной близости, чёрная дыра в М87 всегда считалась одной из самых больших, видимых с Земли, что делает её идеальной мишенью для EHT.

EHT связывает воедино телескопы по всему миру, чтобы сформировать виртуальный телескоп размером с Землю с беспрецедентной чувствительностью и разрешением. Проект является результатом многолетнего международного сотрудничества и предлагает учёным новый способ изучения самых экстремальных объектов во Вселенной, предсказанных Общей теорией относительности Эйнштейна. Это исторический эксперимент впервые подтвердил теорию.

Чёрная дыра M87

Изображение галактики M87 от рентгеновской обсерватории “Чандра”. Источник: Credits: NASA/CXC/Villanova University/J. Neilsen

И, хотя, телескопы физически не связаны, они могут синхронизировать свои записанные данные с атомными часами – водородным мазером, которые точно определяют время их наблюдений. Эти наблюдения были проведены на длине волны 1.3 мм во время глобальной кампании 2017 года. Каждый телескоп EHT производил огромное количество данных – примерно 350 терабайт в день, которые хранились на высокопроизводительных гелиевых жёстких дисках. Эти данные были переведены в специализированные суперкомпьютеры, известные как корреляторы, в Радиоастрономический институт имени Макса Планка и Обсерваторию Хайстак Массачусетского Технологического Института для объединения. Затем, эта информация была кропотливо преобразована в изображение с использованием новых вычислительных инструментов, разработанных группой.

Интересно в этой работе ещё и то, что ровно сто лет назад две экспедиции отправились на остров Принсипи у берегов Африки, чтобы наблюдать солнечное затмение 1919 года с целью проверить Общую теорию относительности, увидев, будет ли звёздный свет согнут вокруг лимба солнца, как предсказывал Эйнштейн. В качестве отголоска этих наблюдений, группа EHT отправила учёных команды в одни из самых высоких и изолированных радиообсерваторий в мире, чтобы ещё раз проверить наше понимание гравитации.

“Мы сделали первый снимок чёрной дыры. Это необычайный научный подвиг, совершённый командой из более чем двухсот исследователей”, – руководитель проекта EHT Шеперд Доулеман из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Чёрные дыры – это необычные космические объекты с огромными массами, но чрезвычайно компактными размерами. Наличие этих объектов экстремальным образом влияет на их окружающую среду, деформируя пространство-время и перегревая любую окружающую их материю.

“Если мы погружены в яркую область, такую как диск светящегося газа, мы можем ожидать, что чёрная дыра создаст тёмную область, похожую на тень. Это и было предсказано Общей теорией относительности Эйнштейна, чего мы никогда не видели раньше. Эта тень, вызванная гравитационным изгибом и захватом света горизонтом событий, многое может рассказать о природе этих удивительных объектов и позволит нам измерить огромную массу черной дыры в M87”, – объясняет председатель Научного совета EHT Хейно Фальке из Университета Радбуда, Нидерланды.

Применение множества методов калибровки и визуализации выявило кольцевидную структуру с тёмной центральной областью – тенью чёрной дыры, которая сохранялась в течение нескольких независимых наблюдений EHT.

“Как только мы убедились, что сумели изобразить именно тень, то попытались сравнить наши наблюдения со сложными компьютерными моделями, включающими в себя физику искривлённого пространства, перегретой материи и сильных магнитных полей. Многие из особенностей наблюдаемого изображения удивительно хорошо соответствуют нашему теоретическому пониманию. Это делает нас уверенными в интерпретации наших наблюдений, включая оценку массы черной дыры”, – отмечает Пол Хо, член правления EHT.

Создание комплекса EHT было сложной задачей, которое требовало модернизации и создания всемирной сети из восьми ранее существовавших отдельно телескопов, расположенных на различных высотах и условиях рельефа. В качестве интересных мест расположения обсерваторий можно отметить вулканы в Гавайях и Мексике, горы в Аризоне и испанской Сьерра-Неваде, чилийскую пустыню Атакама и Антарктиду.

В наблюдениях EHT используется метод, называемый интерферометрией с очень длинной базой VLBI, который синхронизирует настройки телескопов по всему миру и использует вращение нашей планеты, чтобы сформировать один огромный телескоп размером с Землю, наблюдающий на длине волны 1.3 миллиметра. VLBI позволяет EHT достичь углового разрешения в 20 микросекунд. Исследователи шутят, что этого достаточно, чтобы прочитать газету в Нью-Йорке из уличного кафе в Париже.

Ожидается, что будущие наблюдения EHT позволят ещё больше увеличить чувствительность данных. Произойдёт это благодаря включению в проект Северного расширенного миллиметрового массива IRAM NOEMA, состоящего из двенадцати радиотелескопов, Гренландского телескопа и телескопа Китт Пик.

По информации Европейской Южной Обсерватории.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Оставьте комментарий

Добавить комментарий

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам:

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Лицензия Creative Commons «The Universe Times» Google