В начале мая ученые из Национального научного фонда и нескольких других аффилированных международных агентств сделали важное заявление: было получено первое в истории изображение черной дыры в нашей собственной галактике (через Insider). Еще одна фотография черной дыры, получившая название M87, была сделана в 2019 году, но эта близлежащая черная дыра, названная Стрелец А* (произносится как «Стрелец А-Звезда», согласно Forbes), сильно отличается в нескольких важных аспектах. Для масштаба: черная дыра M87, изображенная ранее, находится примерно в 55 миллионах световых лет от Земли, как отмечает Британника, в то время как Стрелец A* (Sgr A*) находится намного ближе, всего около 26 000 световых лет, согласно НАСА.
Эта удивительная научная разработка предлагает свежий взгляд на эти загадочные галактические явления. От того, как было получено такое удивительное изображение, до того, что может когда-нибудь раскрыть дальнейшее изучение и даже более подробный сбор изображений, вот более пристальный взгляд на первые в истории фотографии черной дыры, сделанные внутри нашей галактики Млечный Путь.
Что такое черная дыра?
Черные дыры, такие как первые две когда-либо сфотографированные, M87 и Стрелец A*, представляют собой области пространства, гравитационное притяжение которых настолько велико, что ничто не ускользает, даже свет. Иногда возникающее, когда звезда умирает, это притяжение настолько сильно, потому что большое количество массы упаковано в очень маленькое пространство. Черные дыры могут быть разного размера. Некоторые могут быть размером с атом, а другие могут достигать размеров горы, если не больше. По данным НАСА, существует также множество различных типов черных дыр, образовавшихся по разным причинам.
Что делает фотографии черных дыр еще более впечатляющими, так это то, что черные дыры черные, то есть их нельзя увидеть. Так откуда мы вообще знаем, что они там? Когда обнаруживается гравитационное притяжение, мы знаем, что может существовать черная дыра. Теория относительности Эйнштейна также играет роль. Некоторые черные дыры могли образоваться одновременно с галактикой. Черные дыры действительно поедают планеты и звезды, которые подходят слишком близко, но НАСА уверяет нас, что ни одна черная дыра не находится достаточно близко к Земле, чтобы это могло произойти с нами.
Первое изображение черной дыры 2019 года
Первую когда-либо сфотографированную черную дыру обычно называют M87, или Мессье 87, Дева A, или NGC4486 (последнее примечательно). M87 также является одной из крупнейших черных дыр, обнаруженных до сих пор, она находится в центре того, что астрономы называют скоплением Девы, плотной массы галактик в миллионах световых лет от Земли. Из M87 исходят мощные волны радиации, рентгеновской энергии и газа. В противном случае M87 более чем в 6 миллиардов раз превышает массу Солнца и имеет примерно 40 миллиардов миль в поперечнике через Британнику.
Сравните это с нашим Солнцем, всего около 25 миллиардов миль в поперечнике, и M87 действительно довольно велик, намного больше, чем можно представить в земных масштабах. В то время, когда были опубликованы изображения M87, Хейно Фальке, голландский ученый, участвующий в проекте Event Horizon Telescope (EHT), ответственном за получение изображений M87, а теперь и Стрельца A*, сказал Science, что видеть черную дыру «ощущение, будто смотришь на врата ада… Это конец пространства и времени».
Как получают изображения черных дыр
M87 и Стрелец A * были сфотографированы аналогичным образом с помощью телескопа горизонта событий или EHT. По данным Forbes, через глобальную последовательную цепочку мощных телескопов сама Земля превращается в нечто вроде одного гигантского смотрового устройства. Эта дополнительная мощность позволяет ученым приближаться достаточно близко, чтобы увидеть, где огромное количество гравитационного притяжения, создаваемого черной дырой, ускоряет материю, искривляя траекторию фотонов.
Этот эффект, а не сами черные дыры, запечатлен на фотографиях. Усредняя каждое изображение, полученное с помощью EHT, получают изображения черных дыр. О новом снимке Стрельца A* ученый проекта EHT Джеффри Бауэр сказал в заявлении (через новостное агентство Палм-Спрингс KESQ): «Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание того, что происходит в самый [center] нашей галактики и предлагают новые идеи о том, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением».
Сравнение изображений M87 и Sgr A*
Помимо размера и относительного расстояния от Земли, новые изображения Стрельца A*, сделанные EHT, отличаются от ранее полученного изображения M87 в некоторых отношениях и похожи во многих других. Из-за их размера мы теперь можем видеть, как газ вращается вокруг черных дыр по-разному. Орбита вокруг Sgr A* намного короче. Однако скорость, с которой газ движется вокруг черных дыр, кажется одинаковой. По словам Forbes, помимо различий, другие сходства двух черных дыр, изображенных на фото, также волнуют ученых.
Как сказала ученый EHT Сера Маркофф (выше) (через Forbes), между двумя картинками «у нас есть два совершенно разных типа галактик и две очень разные массы черных дыр». В остальном, однако, картинки выглядят удивительно похожими. «Это говорит нам о том, что [Einstein's theory of] Общая теория относительности управляет этими объектами вблизи», и различия, наблюдаемые между M87 и Sgr A*, «должны быть связаны с различиями в материале, окружающем черные дыры».
Что мы можем узнать о Стрельце А* из этих фотографий?
Теперь, когда получены изображения Sgr A*, ученые продолжат работу, используя данные и измерения, собранные для проверки и подтверждения физики черных дыр в нетеоретической среде, сообщает BBC. С дополнительной информацией от инфракрасных инструментов на новом мощном орбитальном телескопе имени Джеймса Уэбба, который скоро будет добавлен, кто знает, что мы можем узнать дальше, особенно с точки зрения того, как звезды ведут себя вблизи горизонта событий или поверхности. черной дыры, из которой ничто не может выбраться (через Merriam-Webster).
Как сказала Би-би-си ученый Джеймса Уэбба доктор Джессика Лу: «Каждый раз, когда мы получаем новое оборудование, которое может сделать более четкое изображение Вселенной, мы делаем все возможное, чтобы обучить его на галактическом центре, и мы неизбежно узнаем что-то фантастическое». Изображения Sgr A* были представлены на пресс-конференции Европейской южной обсерватории (ESO) и других мероприятиях, одновременно проводившихся по всему миру. Эти события произошли после почти двух недель спекуляций относительно того, что обнаружила ESO (через Forbes).