Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
На этом мероприятии благодаря телескопу «Горизонт» было получено первое изображение сверхмассивной черной дыры Стрелец А* в центре галактики. Это изображение — еще одно достижение в истории Млечного Пути и научных исследований.
Содержание статьи:
В центре Млечного Пути находится очень компактный и яркий радиоисточник. Это сверхмассивная черная дыра под названием Стрелец А*, масса которой примерно в четыре миллиона раз превышает массу Солнца. Это объект, в котором вращаются все звезды в Млечном Пути, включая нашу собственную.
Полученные результаты дают убедительные доказательства того, что этот объект на самом деле является черной дырой, и ценные подсказки о том, как она работает. Это изображение было получено в результате глобального сотрудничества с помощью телескопа Event Horizon Telescope (EHT). Это изображение — долгожданный вид массивного объекта в центре галактики. Сама черная дыра не видна, она совершенно темная, с заметными следами яркого газа.
Темная центральная область, известная как тень черной дыры, окружена яркой кольцевой структурой. На этой картине свет захватывается и искажается мощной гравитацией черной дыры, из-за которой ее масса в четыре миллиона раз превышает массу Солнца. Наблюдения показывают, что активная сверхмассивная черная дыра притягивает материю, которая затем попадает в ее рот. За последние несколько лет стало возможным изучать звезды, вращающиеся вокруг дуг, и излучение от их падения.
Предыдущие наблюдения за нашей сверхмассивной черной дырой
6 октября 2002 года международная группа исследователей представила результаты десятилетних наблюдений за звездой S2 вблизи Стрельца А*. После изучения ее орбиты были оценены масса и радиус сверхмассивной черной дыры. Последующие наблюдения показали, что радиус составляет 6,25 световых часов, то есть масса 3,7 млн солнечных масс в объеме 6,7 млрд км.
Недавние прямые непосредственные наблюдения за EHT показали, что магнитное поле A*, связанное с дугой, питает саму черную дыру. Активность в центре Млечного Пути превращает ее в своеобразный двигатель, вырабатывающий энергию в виде мощного излучения и поглощающий материю из всего, что находится поблизости.
Стрелец А* виден с расстояния всего 26 000 световых лет от земли. Поэтому для получения его изображения требуется очень высокое разрешение.
Первое изображение черной дыры было получено EHT в 2019 году. Это сверхмассивная черная дыра в центре галактики Messier 87, и EHT удалось разрешить этот объект благодаря синхронному массиву из нескольких телескопов, разбросанных по всей поверхности Земли. В частности, астрономы используют интерферометрию с очень длинными базовыми линиями (VLBI) — метод, который объединяет мощность наблюдений с данными телескопов по всему миру для создания гигантских виртуальных радиотелескопов.
Читайте также: Газовый пузырь, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры нашей галактики, раскрывает ее тайны
Телескоп «Горизонт событий» собрал данные о новом потрясающем изображении сверхмассивной черной дыры в Стрельце А* в Млечном Пути, но легион других..
Несколько телескопов находятся на разных широтах Земли и, в сочетании с вращением Земли, создают телескоп размером с Землю. Каждый из этих телескопов оснащен антенной с высокоточными атомными часами, которые регистрируют время обнаружения радиосигнала от цели.
Как мы впервые увидели черную дыру Стрелец A*
Мы были удивлены тем, что размер кольца соответствует предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна, — говорит Джеффри Боуэр, научный сотрудник проекта EHT в Институте астрономии и астрофизики Academia Sinica, Тайбэй. Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание того, что происходит в центре галактики. Они также дают новое представление о том, как эти массивные черные дыры взаимодействуют со своим окружением».
Стрелец А* и М87* очень похожи, но черная дыра нашей галактики в 1000 раз меньше и менее массивна, чем М87*.
Мы имеем два совершенно разных типа галактик и две совершенно разные массы черных дыр. Но вблизи края эти черные дыры очень похожи, — говорит Сера Марков, сопредседатель научного совета EHT и профессор астрофизики Амстердамского университета. Разница должна быть обусловлена разной материей, окружающей черные дыры».
Почему было так сложно увидеть Стрелец A*?
Это оказалось гораздо сложнее, чем для M87*, несмотря на то, что Стрелец А* находится гораздо ближе к нам. Чи-Кван Чан, ученый EHT в обсерватории Стюард при факультете астрономии и Институте науки о данных Аризонского университета, США, объясняет
Газ вблизи черной дыры движется вокруг Стрельца А* и M87* почти со скоростью света. Однако для того, чтобы газ вышел на орбиту более крупной M87*, потребуются дни или недели. Стрелец А* вращается с интервалом в минуту. Это означает, что яркость и структура газа вокруг Стрельца А* быстро менялась во время наблюдений EHT».
Чтобы объяснить движение газа вокруг Стрельца А*, исследователям пришлось разработать новые и сложные инструменты; M87* была более легкой и стабильной целью, чем «наша» черная дыра. Изображение Стрельца А* было усреднено из нескольких фотографий, сделанных командой, которые первоначально выявили огромное логово в центре галактики.
Экстраординарный результат и его последствия
Результаты, полученные EHT, поразительны. Другая часть продолжающейся истории — это крупные достижения в области науки. Не только познание Млечного Пути и того, чему он может нас научить, но и исследования.
Эта работа заняла более пяти лет и включала использование суперкомпьютеров для объединения и анализа данных, создав беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр для сравнения наблюдений. Это выдающееся достижение стало возможным благодаря сотрудничеству коллаборации EHT. В нем приняли участие более 300 исследователей из 80 учреждений по всему миру.
Теперь мы можем посмотреть на различия между этими двумя сверхмассивными черными дырами и получить новую и ценную информацию о том, как происходит этот важный процесс. «У нас есть изображения двух черных дыр, одна из которых находится на краю очень массивной черной дыры в космосе, а другая — менее массивная. Поэтому мы можем как никогда раньше увидеть, как гравитация ведет себя в этих экстремальных условиях». Раньше».
В будущем EHT может раскрыть еще более глубокие тайны радиоизлучения Стрельца А*. Эти данные в сочетании с данными нового рентгеновского телескопа и будущими современными технологиями позволят нам исследовать неизведанные глубины галактического центра. Очень большой европейский телескоп, массив площадью 1 квадратный километр и другие разрабатываемые наземные телескопы в будущем имеют решающее значение для этого исследования. Чтобы уловить свет Вселенной и помочь нам понять таинственную красоту того, что мы называем домом».
