Вчені сфотографували тінь космічного монстра в серці Чумацького Шляху

Протягом багатьох років вчені мріяли зазирнутиу серці Чумацького Шляху. Дивно, але їхня мрія нарешті здійснилася: за допомогою мережі обсерваторій проекту «Телескоп горизонту подій» (EHT) астрономи опублікували перше в історії зображення Стрільця А* – надмасивної чорної діри у центрі Галактики. Її маса перевищує сонячну в 4 мільйони разів. Цей космічний монстр розташувався на відстані близько 26 тисяч світлових років від Землі, і технічно побачити його неможливо. Але оскільки чорні діри притягують до себе всі об'єкти поблизу, вони оточені знищеною матерією, що світиться, яка кружляє над прірвою зі швидкістю, близькою до швидкості світла.

Центр Чумацького Шляху – одне з найважчих місць для астрономічних спостережень.

Темна центральна область на зображенніназивається "тінью". Побачити її вдалося завдяки мережі радіотелескопів EHT, яка зафіксувала світло, викривлене гравітацією чорної діри у самому серці нашої Галактики.

зміст

• 1 Серце Галактики
• 2 Чим харчуються чорні дірки
• 3 Велика різниця
• 4 Телескоп горизонту подій

Серце Галактики

Чорні діри являють собою об'єкти впросторі-часі, гравітаційне тяжіння яких поглинає все, що знаходиться поблизу. Ці космічні монстри притягують світло і матерію, що обертаються навколо чорної діри, що викривляє простір і час навколо себе, відкидаючи тінь на матерію, що світиться.

Побачити саму чорну дірку технічно неможливо –ні світло, ні матерія що неспроможні вирватися її межі. Проте отримане під час роботи зображення Стрільця А* є переконливим доказом, що у центрі нашої Галактики справді розташовується чорна діра.

Чорна діра в центрі Чумацького Шляху розташована за 26 000 світлових років від нашої планети.

Цікавий факт
Команда витратила п'ять років на аналіз даних,отриманих у квітні 2017 року. Отримати зображення вдалося завдяки мережі радіотелескопів Event Horizon telescope (EHT), яка охоплює території від Антарктиди до Іспанії та Чилі.

Раніше у 2019 році дослідники отримали першезображення чорної діри в галактиці Messier 87. Безумовно, для непідготовленого глядача зображення Стрільця А* схоже на знімок чорної діри M87, але, як стверджує команда EHT, ці об'єкти дуже відрізняються один від одного.

Особисто я задоволений тим фактом, що ми нарештідовели існування чорної діри у центрі нашої галактики, – розповів журналістам The Guardian член колаборації EHT професор Зірі Юнсі з Університетського коледжу Лондона.

Всесвіт переповнений галактиками та чорними дірками. Це – науковий факт

Астрономи вважають, що у центрі практично всіхгалактик у Всесвіті, включаючи Чумацький Шлях, розташовуються темні дірки. Отримати їх зображення непросто: коли світло засмоктує у прірву разом із перегрітим газом та пилом, воно згинається та скручується під дією гравітації.

До речі, починаючи з 2019 року, вчені мають намір знятиперше в історії відео чорної дірки та того, як вона поглинає всі об'єкти навколо себе. Докладніше про революційні плани астрономів ми розповідали у цій статті, рекомендуємо до прочитання.

Чим харчуються чорні дірки

Під час прес-конференції 12 травня астрономипредставили зображення, отримане за допомогою EHT – мережі із восьми синхронізованих радіотелескопів по всьому світу. Але створити хороше і достовірне зображення Стрільця А * непросте завдання - всі попередні спроби показали, що чорна дірка в центрі Чумацького Шляху поводиться неспокійно.

У 2017 році вчені довели існування гравітаційних хвиль

Але незважаючи на відсутність стабільності,отримане зображення Стрільця А* знову підтвердило передбачення Альберта Ейнштейна та його Загальної теорії відносності (ОТО): чорна дірка у центрі нашої Галактики відповідає розмірам, передбаченим рівняннями Ейнштейна. Уявити розмір цього космічного монстра можна порівнявши його з орбітою Меркурія навколо Сонця.

Читайте також: Чи можуть гравітаційні хвилі розв'язати кризу космології?

Як правило чорні дірки в серцях галактикпоглинають всі довколишні об'єкти у великій кількості, на відміну від Стрільця А *, який харчується досить скромно. За словами дослідників, наша чорна діра «сидить на голодній дієті» – в її центр потрапляє дуже мало матеріалу, але саме ця особливість дозволяє астрономам зазирнути в серце Галактики.

Велика різниця

Найперше зображення тіні чорної діри вцентр галактики Messier 87, розташованої на відстані 53 мільйонів світлових років від Землі, було опубліковано в 2019 році. Як і у випадку з М87 отримати зображення Стрільця А* вдалося за допомогою восьми наземних радіотелескопів EHT, які працюють як єдине ціле.

Чорна діра М87. Знімок представлений у 2019 році

На відміну від Стрільця А *, чорна діра M87є однією з найбільших у Всесвіті. Її маса перевищує сонячну в 6,5 мільярда разів і поглинає величезну кількість матерії, викидаючи енергію в космічний простір. Докладніше про чорну дірку в галактиці Messier 87, ми розповідали раніше.

Повертаючись до Стрільця А*, слід зазначити,що отримані за допомогою EHT дані дарують нам уявлення про більш стандартний стан чорних дірок: тихий і нерухомий. На думку астрономів, поведінка чорної діри в Чумацькому Шляху для багатьох галактик є звичайною справою.

"Порівняти отримані спостереження можна зі спробою сфотографувати цуценя, яке ганяється за власним хвостом, за допомогою камери з повільною витримкою", - пояснюють дослідники.

Оскільки Стрілець А* відносно невелика чорна діра, пил і газ у її акреційному диску обертаються по орбіті, створюючи мету, що рухається, від одного спостереження до іншого. Нагадаємо, що акреаційний диск Чорна діра являє собою велику масу речовини, яка розігрівається до величезних температур і обертається навколо монстра в галактичному центрі.

Це цікаво: Що приховують зірки, що обертаються навколо надмасивної чорної дірки у центрі нашої галактики?

Телескоп горизонту подій

Телескоп горизонту подій EHT вловлюєвипромінювання, що випускається частинками всередині акреційного диска чорної діри: плямисте гало на отриманих зображеннях показує світло, що викривляється потужною гравітацією чорної діри, яка в 4 мільйони разів масивніша за наше Сонце.

Event Horizon Telescope працює як єдине ціле

Event Horizon Telescope - це глобальний радіоінтерферометр знаддовгою базою. Свою назву EHT отримав на честь "горизонту подій" - точки в просторі, покинути яку не може навіть світло. Якщо говорити простою мовою, то EHT, власне, утворює єдиний віртуальний телескоп «розміром із Землю».

Метою майбутніх досліджень може стати «Єдиноріг» – найближча до Землі чорна діра.

Це відбувається коли всі вісім радіотелескопівна різних континентах синхронізуються один з одним за допомогою атомних годинників та суперкомп'ютерів для обробки даних. Вартість цього унікального проекту становить близько 60 мільйонів доларів, 28 із яких надійшли від Національного наукового фонду США.

Фотографія тіні Стрільця А* – це результаттехнічно складних спостережень та інноваційних обчислювальних алгоритмів, – заявила на прес-конференції Кетрін Боуман із Каліфорнійського технологічного інституту.

Нові астрономічні інструменти дозволяють нам дізнатися про Всесвіт

Спостереження за об'єктом велися цілих п'ять років,починаючи з 2017 року, а отримане зображення Стрільця А* є результатом роботи понад 300 вчених із 80 країн світу. Знімок, представлений на офіційній прес-конференції 12 травня 2022 року, складається з кількох тисяч зображень цього космічного монстра.

Ще більше цікавих статей про зірки, галактики та таємниці Всесвіту читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен. Там регулярно виходять статті, яких немає на сайті

Зрештою вчені сподіваються, що спостереженняза цілим рядом чорних дірок, як досить спокійних, так і турбулентних, може допомогти відповісти на численні питання про еволюцію галактик – сьогодні відповіді на питання про те, що виникло раніше – галактика чи чорна діра – не існує.

Ще один важливий аспект нового відкриття –це емоційний зв'язок із серцем рідної Галактики. Погодьтеся, є щось захоплююче в тому, що вперше в історії світ насолоджується знімком центру Чумацького Шляху. Результати команди EHT опубліковані у спеціальному випуску наукового журналу Astrophysical Journal Letters.

Коротка історія чорної діри Стрілець А* в одній картинці

Тепер команда EHT працює над розширенням мережі телескопів та проводить модернізацію, яка у майбутньому дозволить отримати ще більш приголомшливі зображення і навіть фільми про чорні діри.На думку дослідників, робота над проектом поєднує: мова, континенти і навіть галактики не можуть стояти на заваді великих можливостей людства. Адже, щоб домогтися революційних відкриттів, ми повинні працювати спільно і працювати для загального блага. Згодні?