На новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии

В самом сердце Млечного Пути обитает сверхмассивная черная дыра, которая время от времени ведет себя странно

В самом сердце нашей галактики прячется космический монстр. Сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А* (Sagittarius A*) находится в центре Млечного Пути, отчего наблюдать ее крайне сложно. Ученым, тем не менее, это удалось – еще в 2019 году они смогли сфотографировать Стрельца А*. Отметим, что речь не идет об обычных фотографиях – на снимке мы видим «тень» черной дыры, так называемый горизонт событий. Чаще всего его описывают как точку невозврата, своего рода космическую тюрьму, вырваться из которой не способны даже кванты самого света. Гравитационная сила Стрельца А* притягивает к себе все объекты поблизости, а их остатки мы видим на снимке. Недавно команда исследователей проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовала результаты наблюдений за черной дырой в нашей Галактике. Но вот что особенно интересно – объект на новом изображении сильно отличается от того, что был на предыдущих снимках.

Охота на космических монстров

Самый первый снимок черной дыры в галактике Messier 87 (M87) был опубликован в 2019 году и окончательно доказал существование этих космических монстров. Команда ученых из проекта Event Horizon Telescope (EHT) cвязала 11 радиотелескопов на четырех континентах в один огромный радиоинтерферометр, колоссальные возможности которого изменили наше понимание космоса и небесных объектов. Только представьте сколько нового мы узнаем о Вселенной в ближайшие годы!

Недавно команда EHT напомнила о себе опубликовав новый снимок черной дыры в центре нашей Галактики. И это – настоящий прорыв, ведь многие астрономы полагали, что многочисленные попытки запечатлеть этот таинственный объект обречены на провал. Дело в том, что наблюдателю с Земли намного проще разглядывать центр ближайших галактик, чем годами наблюдать за объектом, частично скрытым от телескопов.

В 2019 году впервые в истории науки астрономы смогли разглядеть черную дыру в галактике М87 в обрамлении диска падающего на нее вещества

Больше по теме: Опубликована первая в истории настоящая фотография тени черной дыры

Над получением изображения работали более 300 исследователей из 80 научных центров, однако новое изображение выглядит знакомо – объект на снимке похож на изображение черной дыры в сердце галактики М87 (опубликовано в 2019 году той же коллаборацией). Тем не менее между объектами большая разница.

Так, Стрелец А* расположен на расстоянии 53 миллионов световых лет от Земли, а черная дыра из галактики М87 – на 30 миллионов световых лет больше. Полученные данные также указывают на различия между объектами, а их сравнение позволяет больше узнать о свойствах сверхмассивных черных дыр – самых загадочных и экзотических объектов на просторах Вселенной.

История наблюдений за черной дырой в галактике Messier 87

Но несмотря на то, что для наблюдателя с Земли они кажутся одинаковыми, в реальности масса M87* составляет 6 миллиардов Солнц, а масса Стрельца А* оценивается в 3,7 ± 1,5 миллиона солнечных масс. Теперь в коллекции космических снимков человечества находятся два «портрета» черных дыр из двух разных галактик.

Любите науку и хотите быть в курсе последних научных открытий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен – там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!

Снимок сердца Млечного Пути

С первого взгляда новое изображение раскрывает важную информацию о центре нашей Галактики. Благодаря полученным данным ученые подтвердили факт вращения черной дыры и окружающей ее материи. Отметим, что увидеть саму черную дыру на снимке невозможно, так как она абсолютно черная. На ее существование указывает светящийся вокруг дыры газ: темная центральная область окружена яркой структурой, напоминающей кольцо.

Как рассказал журналистам астрофизик из Стэнфордского университета Роджер Блэндфорд (который не принимал участие в исследовании) «Стрелец А*, по сути, голодает, так как вокруг нее вращается не так много материи (по сравнению с черной дырой М87), из-за чего объект выглядит довольно тусклым.

Телескоп горизонта событий (англ. Event Horizon Telescope, EHT) — проект по созданию большого массива телескопов в разных уголках Земли, образующих единый интерферометр

Тем не менее материал крутится вокруг Стрельца A* так быстро, что внешний вид объекта может меняться чуть ли не каждую минуту. Чтобы получить снимок Стрельца А*, исследователям пришлось столкнуться с трудностями и потратить немало времени на создание нового изображения. Напомним, что на сбор и проверку информации о черной дыре М87 понадобилось целых два года, а объем полученных данных огромен.

Это интересно: Можно ли доказать существование червоточин? Ученые считают что да

Спокойная и странная черная дыра

Астрономы называют Стрельца А* необычно спокойным объектом. Как правило черные дыры чрезвычайно активны и поглощают огромное количество газа и пыли, которые мы видим на полученных снимках. Однако черная дыра в центре нашей Галактики периодически ведет себя странно, устраивая мимолетное шоу. Так, 11 апреля этого года рентгеновская обсерватория NASA «Чандра» зафиксировала мощную вспышку рентгеновского излучения, происхождение которой на сегодняшний день неизвестно.

Одной из причин может оказаться взаимодействие между материалом аккреционного диска черной дыры и магнитным полем, окружающим этот небесный объект. Под аккреционным диском ученые понимают большую массу притянутого вещества, которое разогревается до огромных температур.

Аккреционным диском является газовый диск, который образуется вокруг компактных звездных остатков

Астрономы предполагают, что магнитное поле Стрельца A* действует как барьер, не позволяющий черной дыре поглотить большое количество материала, в то время как магнитная блокировка заставляет газ и пыль скапливаться в определенных областях вокруг космического монстра.

Не пропустите: NASA представила визуализацию черной дыры

Это накопленное напряжение, вероятно, заставляет одну из силовых линий магнитного поля Стрельца А* временно разрываться, высвобождая энергию в космическое пространство и образуя горячий пузырь плазмы. Этот «пузырь» пронизан вертикальными магнитными полями и движется вокруг черной дыры по экваториальной орбите.

На полученном снимке, вероятно, запечатлен сгусток газа, который невероятно быстро обращается вокруг черной дыры – «пузырь» совершает полный оборот всего за 70 минут. Это означает, что он движется со скоростью около 30% скорости света, – пишут авторы научной работы, ознакомиться с текстом которой можно в журнале Astronomy & Astrophysics.

Плазменный шар вокруг черной дыры моя появиться в результате рентгеновских вспышек, причины которых на данный момент неизвестны

А вы знали, что в прошлом году астрономы отметили на карте 25 000 черных дыр? Все подробности здесь, не пропустите!

В завершении отметим, что новые наблюдения подтверждают магнитное происхождение мощных вспышек и дают представление об истинной форме магнитного поля Стрельца A*. Ситуация должна проясниться в самом ближайшем будущем, когда команда EHT получит полное представление о природе этого удивительного объекта. Так что ждем с нетерпением)

Найден новый способ поиска инопланетян за пределами солнечной системы

Ученые нашли новый способ поиска экзопланет, что увеличивает вероятность обнаружения внеземной жизни

В 1980-е годы ученые сделали большой прорыв в области астрономии — они впервые обнаружили планеты, которые находятся за пределами Солнечной системы. Сегодня так называемые экзопланеты открываются астрономами регулярно, но их поиск очень сложен. Большинство далеких планет удается найти при помощи транзитного метода, при котором оптический телескоп измеряет яркость звезды, и если она падает, это значит, что перед ней что-то пролетело — зачастую это и есть экзопланета. Данный метод эффективен, но не лишен минусов, потому что для его применения необходимы мощные телескопы, а планеты обязательно должны пролететь прямо перед звездой, что происходит не всегда. Недавно ученые нашли новый способ поиска экзопланет — оказывается, для этого можно использовать радиотелескопы. Но как такое возможно, если планеты не выделяют достаточного количества излучения?

Транзитный метод обнаружения экзопланет основан на использовании оптических телескопов. Но мощность такого рода обсерваторий имеет свои пределы, и сегодня при помощи данной технологии поиск планет за пределами Солнечной системы дается все тяжелее.

Излучение Юпитера и других планет

Ученые были бы рады использовать для этой цели радиотелескопы, но вот проблема — в отличие от звезд, экзопланеты не испускают достаточного количества излучения, чтобы быть обнаруженными. Впрочем, если они достаточно большие, радиотелескопы все же могут зафиксировать их наличие. Некоторые крупные планеты вроде Юпитера выделяют излучение но, в отличие от звезд, оно исходит не от самого объекта. Такие планеты видны для радиотелескопов за счет излучения, возникающего в результате взаимодействия звездного ветра с магнитным полем планеты. Планета Юпитер является настолько яркой в плане радиоизлучения, что ее можно обнаружить даже при помощи самодельного радиотелескопа.

Юпитер можно обнаружить даже при помощи самодельного радиотелескопа

Получается, что ученые все же могут попробовать использовать радиотелескопы для поиска планет, которые находятся за пределами нашей Солнечной системы. До сих пор астрономам ни разу не удавалось зафиксировать сигналы от планеты наподобие Юпитера, которая вращается вокруг другой звезды. Но в будущем это вполне может произойти, потому что в ходе новой научной работы ученые выяснили, на что может быть похож такой сигнал.

Фотография Юпитера, полученная при помощи радиотелескопа

Статья в тему: Правда ли, что астрономы поймали радиосигнал от экзопланеты?

Новый способ поиска экзопланет

В рамках исследования, ученые разработали компьютерную модель взаимодействия магнитные поля планеты и ионизированные газы. Она была применена к экзопланете HD 189733 A b, которая находится в созвездии Лисички и по размерам сопоставима с Юпитером. После этого, авторы научной работы воссоздали взаимодействие звездного ветра с магнитным полем экзопланеты и рассчитали, каким может быть исходящий от него радиосигнал.

Примерный внешний вид экзопланеты HD 189733 A b

Моделирование дало свои результаты. Оказалось, что распознать экзопланету при помощи радиотелескопа можно как минимум по двум особенностям испускаемого сигнала. Во-первых, оказалось, что его интенсивность будет постоянно меняться, что связано с движением планеты. Во-вторых, сигнал будет сильно меняться в процессе прохождения магнитосферы перед звездой — в случае с экзопланетой HD 18973 A b речь идет об оранжевом карлике HD 189733 A.

Изображения, созданные новой компьютерной моделью

Получается, что да, радиотелескопы вполне можно использовать для обнаружения экзопланет. Но авторы научной работы все же отметили, что сигналы от настолько далеких объектов слишком слабы, чтобы фиксироваться устройствами нынешнего поколения. Так что новый метод поиска экзопланет можно будет применять только в будущем, когда ученые создадут более мощные радиотелескопы.

Читайте также: Потенциально обитаемые экзопланеты — плохая новость для человечества

Зачем ученые ищут экзопланеты

На сегодняшний день ученым точно известно о существовании 5098 экзопланет. Также астрономы ведут список объектов, которые являются экзопланетами потенциально — их принадлежность к данному типу космических объектов еще не доказана. По оценке ученых, в одной только галактике Млечный путь может существовать примерно 100 миллиардов экзопланет, некоторые из которых похожи на нашу Землю. А если они действительно такие, значит, на них может существовать жизнь. В больше степени ученые занимаются поиском экзопланет именно в надеже, что в итоге они смогут найти инопланетян.

Ученые интересуются экзопланетами, потому что на них может существовать жизнь

Когда-нибудь ученые вполне могут найти внеземную жизнь. Чтобы не пропустить этот момент, подпишитесь на наш Дзен-канал.

Иногда экзопланеты оказываются весьма необычными. Недавно моя коллега Любовь Соковикова рассказала о том, как NASA нашла планету, которая постоянно горит — вот подробности.

Ученые сфотографировали тень космического монстра в сердце Млечного Пути

Центр Млечного Пути – одно из самых труднодоступных мест для астрономических наблюдений.

На протяжении многих лет ученые мечтали заглянуть в сердце Млечного Пути. Удивительно, но их мечта наконец сбылась: с помощью сети обсерваторий проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) астрономы опубликовали первое в истории изображение Стрельца А* – сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. Ее масса превышает солнечную в 4 миллиона раз и находится на расстоянии 27 тысяч световых лет от Земли. Но так как черные дыры притягивают к себе все объекты поблизости, увидеть их невозможно (слишком уж они темные). В отличие от светящейся уничтоженной материи, которая кружится над пропастью со скоростью близкой к скорости света. Получить это изображение было «фантастически сложно». К счастью, разработанные алгоритмы будут использоваться в других наблюдениях.

Изображение Стрельца А* – результат работы проекта "Телескоп горизонта событий (EHT), который зафиксировал свет, искривленный гравитацией черной дыры в самом сердце нашей Галактики

Сердце Галактики

Черные дыры представляют собой объекты в пространстве-времени, гравитационное притяжение которых поглощает все, что находится поблизости. Эти таинственные небесные тела притягивают свет и материю, что вращаются вокруг, искривляя пространство и время.

Технически увидеть черную дыру невозможно – ни свет, ни материя не могут вырваться за пределы ее горизонта событий. Это революционное открытие, помимо прочего, доказывает, что в центре нашей Галактики находится один из самых непостижимых объектов во Вселенной.

Черная дыра в центре Млечного Пути располагается в 26 000 световых лет от нашей планеты

Интересный факт
Команда потратила пять лет на анализ данных, полученных в апреле 2017 года. Сеть радиотелескопов Event Horizon telescope (EHT) охватывает территории от Антарктиды до Испании и Чили.

В 2019 году исследователи опубликовали первое изображение черной дыры в галактике Messier 87. Безусловно, для неподготовленного зрителя изображение Стрельца А* похоже на снимок черной дыры M87, но, как утверждает команда EHT, эти объекты сильно отличаются друг от друга.

Лично я доволен тем фактом, что мы наконец доказали существование черной дыры в центре нашей галактики, – рассказал журналистам The Guardian член коллаборации EHT профессор Зири Юнси из Университетского колледжа Лондона.

Вселенная переполнена галактиками и черными дырами. Это – научный факт

Астрофизики полагают, что в центре практически всех галактик во Вселенной, включая Млечный Путь, располагаются черные дыры. Когда свет засасывает в бездну вместе с перегретым газом и пылью, он изгибается и скручивается под действием гравитации.

Кстати, в будущем ученые намерены явить миру первое в истории видео черной дыры и того, как она поглощает все вокруг себя. Подробнее о революционных планах астрономов мы рассказывали в этой статье, не пропустите.

Чем питаются черные дыры

В ходе пресс-конференции 12 мая 2022 года астрономы представили изображение, полученное с помощью EHT. Однако создать хорошее и достоверное изображение Стрельца А* невероятно сложно. В том числе потому, что черная дыра в Млечном Пути ведет себя неспокойно.

В 2017 году ученые доказали существование гравитационных волн

Несмотря на отсутствие стабильности, изображение Стрельца А* вновь подтвердило предсказания Эйнштейна и его общей теории относительности (ОТО): черная дыра в центре Галактики соответствует размерам, предсказанным уравнениями знаменитого физика. Представить размер Sagittarius A* можно, сравнив ее с орбитой Меркурия вокруг Солнца.

Читайте также: Могут ли гравитационные волны разрешить кризис космологии?

Как правило черные дыры в сердцах галактик поглощают все близлежащие объекты в огромном количестве. Тем более удивительно, что Стрелец А*, питается довольно скромно. По словам исследователей наша черная дыра «сидит на голодной диете» – в ее центр попадает очень мало материала, но именно эта особенность позволила астрономам совершить новаторское открытие.

Большая разница

Первым в истории изображением тени черной дыры в центре галактики Messier 87 мир наслаждается последние три года. М87 находится на расстоянии 53 миллионов световых лет от нашей планеты, являясь домом для, по меньшей мере, 1 триллиона звезд.

Черная дыра М87. Снимок представлен в 2019 году

Более того, черная дыра M87 – одна из крупнейших во Вселенной. Ее масса превышает солнечную в 6,5 миллиардов раз и поглощает огромное количество материи, выбрасывая энергию в космическое пространство. Подробнее о черной дыре в галактике Messier 87, мы рассказывали ранее.

Возвращаясь к Стрельцу А*, необходимо отметить, что полученные данные дарят нам представление о более стандартном состоянии черных дыр: тихом и неподвижном. По мнению астрономов, поведение черной дыры в Млечном Пути для многих галактик является нормой.

Сравнить полученные наблюдения можно с попыткой сфотографировать щенка, который гоняется за собственным хвостом, с помощью камеры с медленной выдержкой, – объясняют исследователи.

Так как Стрелец А* относительно небольшая черная дыра, пыль и газ в ее аккреционном диске вращаются по орбите, создавая движущуюся цель от одного наблюдения к другому. Напомним, что аккреационный диск черной дыры представляет собой большую массу вещества, которое разогревается до огромных температур и вращается вокруг галактического центра.

Это интересно: Что скрывают звезды, вращающиеся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики?

Телескоп горизонта событий

Телескоп горизонта событий EHT улавливает излучение, испускаемое частицами внутри аккреционного диска черной дыры: пятнистое гало на полученных изображениях показывает свет, искривляемый мощной гравитацией черной дыры.

Event Horizon Telescope работает как единое целое

Event Horizon Telescope – это глобальный радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Свое название EHT получил в честь «горизонта событий» – точки в пространстве, покинуть которую не может даже свет. И если говорить простым языком, то EHT, по сути, образует единый виртуальный телескоп «размером с Землю».

Целью будущих исследований может стать «Единорог» – ближайшая к Земле черная дыра

Все восемь радиотелескопов на разных континентах синхронизируются друг с другом при помощи атомных часов и суперкомпьютеров для обработки данных. Стоимость этого уникального проекта составляет около 60 миллионов долларов, 28 из которых поступили от Национального научного фонда США.

Фотография тени Стрельца А* – это результат технически сложных наблюдений и инновационных вычислительных алгоритмов, – заявила на пресс-конференции Кэтрин Боуман из Калифорнийского технологического института.

Новейшие астрономические инструменты позволяют нам узнать Вселенную

Наблюдения за объектом велись целых пять лет, а полученное изображение Стрельца А* – результат работы более 300 ученых из 80 стран мира. Снимок, представленный на официальной пресс-конференции 12 мая, составлен из нескольких тысяч изображений черной дыры.

Еще больше интересных статей о звездах, галактиках и тайнах Вселенной читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте

В конечном итоге ученые надеются, что наблюдение за целым рядом черных дыр, как довольно спокойных, так и турбулентных, может помочь ответить на многочисленные вопросы об эволюции галактик – сегодня ответа на вопрос о том, что появилось раньше – галактика или черная дыра – не существует.

Еще один немаловажный аспект нового открытия – это эмоциональная связь с сердцем родной Галактики. Согласитесь, есть что-то захватывающее в том, что мир наслаждается снимком центра Млечного Пути. Впервые в истории. Результаты команды EHT опубликованы в специальном выпуске научного журнала Astrophysical Journal Letters.

Краткая история черной дыры Стрелец А* в одной картинке

Теперь команда EHT работает над расширением сети телескопов и проводит модернизацию, которая в будущем позволит получить еще более потрясающие изображения и даже фильмы о черных дырах. По мнению исследователей, работа над проектом объединяет: язык, континенты и даже галактики не могут стоять на пути великих возможностей человечества. Ведь чтобы добиться революционных открытий, мы должны работать сообща и трудиться для всеобщего блага. Согласны?