Сверхмассивная черная дыра: первое изображение Стрельца А* обнаружено в центре Млечного Пути

Черная дыра находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли. Наша Солнечная система расположена в одном из спиральных рукавов Млечного Пути, поэтому мы так далеко от галактического центра. Если бы мы могли увидеть это в ночном небе, черная дыра казалась бы того же размера, что и пончик на Луне.

«Мы были поражены тем, насколько хорошо размер кольца соответствовал ожиданиям общей теории относительности Эйнштейна», — сказал в своем заявлении ученый проекта EHT Джеффри Бауэр из Института астрономии и астрофизики Академии Синика, Тайбэй.

«Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание того, что происходит в (центре) нашей галактики, и дают новое представление о том, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением».

В поисках черной дыры

Астрономам потребовалось пять лет, чтобы запечатлеть и подтвердить это изображение и открытие. Ранее ученые наблюдали за звездами, вращающимися вокруг каких-то невидимых массивных объектов в центре галактики.

Рамеш Нараян, астрофизик-теоретик Центра астрофизики: «Теперь мы видим, что черная дыра поглощает близлежащие газ и свет, затягивая их в бездонный кратер» | Гарвард и Смитсоновский институт, в заявлении. «Это изображение подтверждает десятилетия теоретической работы, направленной на то, чтобы понять, как разъедают черные дыры».

Это открытие стало возможным благодаря более чем 300 исследователям из 80 учреждений, работающих с сетью из восьми различных радиотелескопов по всему миру, которые составляют Телескоп горизонта событий.

Телескоп назван в честь «горизонта событий», точки, в которой свет не может выйти из черной дыры. Эта глобальная сеть телескопов, по сути, представляет собой единый виртуальный телескоп «размером с Землю», когда все восемь связаны между собой, а наблюдения ведутся бок о бок.

Хотя эти два изображения выглядят одинаково, дуга A* более чем в 1000 раз меньше, чем M87*.

«У нас есть два совершенно разных типа галактик и две очень разные по массе черные дыры, но у края этих черных дыр они выглядят удивительно похожими», — сказала Сера Марков, сопредседатель Научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики в институт. Амстердамский университет в заявлении.

«Это говорит нам о том, что общая теория относительности (Эйнштейна) тесно связана с этими вещами, и любые различия, которые мы видим дальше, должны быть связаны с различиями в материалах, окружающих черные дыры».

Невозможно сделать снимок

Хотя черная дыра Млечного Пути находится ближе к Земле, ее было трудно сфотографировать.

«Газ вблизи черных дыр движется с одинаковой скоростью — примерно с одинаковой скоростью света — как вокруг Sgr A*, так и вокруг M87*», — ученый EHT Чи-Кван Чан из Обсерватории Стюарда и Института астрономии и обработки данных Университета. Об этом говорится в заявлении штата Аризона.

«Но когда газу требуется от нескольких дней до нескольких недель, чтобы совершить оборот вокруг более крупного M87*, в гораздо меньшем Sgr A* он совершает полный оборот всего за несколько минут. Это означает, что яркость и структура газа вокруг Sgr A* быстро менялись. пока коллаборация EHT наблюдала за этим — что-то вроде попытки сделать четкий снимок щенка, который быстро гоняется за своим хвостом».

Глобальная сеть астрономов должна была разработать новые инструменты, позволяющие быстро перемещать газ вокруг Стрельца A*. Полученное изображение является средним значением различных изображений, сделанных командой. По словам исследователей из Калифорнийского технологического института, сделать снимок Стрельца А* было все равно что сфотографировать крупицу соли в Нью-Йорке камерой в Лос-Анджелесе.

«Это изображение, полученное с помощью телескопа «Горизонт событий», требует большего, чем просто получение изображения с телескопов на высоких горных вершинах. Это результат как технически сложных телескопических наблюдений, так и инновационных вычислительных алгоритмов», — сказала Кэтрин Боуман, исследователь Розенберга и доцент кафедры вычислительной и вычислительной техники. математических наук, электротехники и астрономии в Калифорнийском технологическом институте во время пресс-конференции.

Каждый телескоп был доведен до своего максимального предела, который называется пределом дифракции, или максимальным количеством мельчайших деталей, которые он может видеть.

«И это в основном тот уровень, который мы здесь наблюдаем», — сказал Джонсон на пресс-конференции. «Это неясно, потому что, чтобы сделать изображение более четким, нам нужно отодвинуть наши телескопы или перейти на более высокие частоты».

Понимание

Получение изображений двух совершенно разных черных дыр позволит астрономам определить их сходства и различия и лучше понять, как ведет себя газ вокруг сверхмассивных черных дыр, что может способствовать формированию и эволюции галактик. Считается, что черные дыры находятся в центре большинства галактик и действуют как их двигатели.

Тем временем команда EHT работает над расширением сети телескопа и модернизацией, которая может привести к более потрясающим изображениям и даже фильмам о черных дырах в будущем.

Съемка черной дыры в движении может показать, как она меняется со временем и что делает газ, вращаясь вокруг черной дыры. Боуман и член EHT Антонио Фуэнтес, который присоединится к Калифорнийскому технологическому технологическому институту в качестве исследователя с докторской степенью в октябре, разрабатывают методы, которые позволят им связать изображения черных дыр вместе, чтобы отразить это движение.

Это «первое прямое изображение нежного гиганта в центре нашей галактики» — только начало, — сказал Фериал Озил, член Научного совета EHT, профессор астрономии и физики и заместитель декана по исследованиям в Университете Аризоны. Пресс-конференция.

«Это изображение является свидетельством того, чего мы можем достичь, когда объединяем наши умы как глобальное исследовательское сообщество, чтобы сделать, казалось бы, невозможное и возможное», — заявил директор Национального научного фонда Ситураман Панчанатан. «Язык, континенты и даже галактика не могут стоять на пути того, чего человечество может достичь, когда мы объединимся для общего блага».