|
Изучая горизонт событий черных дыр
|
|
|
|
Первые движущиеся изображения черной дыры могут показать завихрения плазмы и коллапсирующие звезды, что углубит наше понимание Вселенной. Широко распространенное заблуждение долгое время отождествляло черные дыры в космосе с небытием, "концом всего". Но международной команде ученых, в том числе исследователям из ЕС, удалось сфотографировать их, обнаружив достаточно новых свидетельств, чтобы продвинуть свое исследование еще дальше. Голландско-немецкий астроном и профессор Хейно Фальке — один из тех, кто хочет понять "крайнюю грань наших знаний" - черные дыры.
|
|
|
|
Фальке, профессор физики астрочастиц и радиоастрономии в Университете Радбуда в Нидерландах, является одним из руководителей глобальной сети телескопов Event Horizon Telescope (EHT), которая в 2019 году получила первое изображение черной дыры.
|
|
|
|
Теперь вместе со своими коллегами он хочет пойти дальше и создать первое видео об этих невероятных и загадочных космических объектах.
|
|
|
|
По словам Фальке, получение дальнейших знаний о черных дырах будет иметь решающее значение для нашего понимания Вселенной, и новый проект BlackHolistic, который продлится до 2029 года, должен дать важные подсказки.
|
|
|
|
Благодаря финансированию ученые намерены продолжить исследования EHT и углубить наши знания о черных дырах с помощью суперкомпьютерного оборудования и нового радиотелескопа в Намибии.
|
|
|
|
|
|
|
"Черные дыры в какой-то степени обладают той же физикой, что и Большой взрыв", - сказал Фальке. "Они также важны с астрофизической точки зрения как наиболее эффективные источники энергии во Вселенной и, в конечном счете, завораживают. Это мифические объекты, где время, кажется, останавливается".
|
|
Изображения из далекой-далекой галактики.
|
|
|
|
В 2019 году, используя свою глобальную сеть, EHT получила изображение черной дыры в центре M87, галактики, удаленной от Земли на 54 миллиона световых лет.
|
|
|
|
Это был первый снимок "тени" черной дыры, темного пятна, обозначающего ее "горизонт событий", границу, за которой ничто — материя, энергия или даже свет — не может избежать ее гравитационного притяжения.
|
|
|
|
За это изображение с высоким разрешением Фальке получил премию Бальзана за 2023 год, включая премию в размере 760 000 евро. "Это было просто потрясающе", - сказал он. "Это одна из самых больших премий в науке". Он также написал книгу-бестселлер о своих исследованиях под названием "Свет во тьме".
|
|
|
|
В 2022 году EHT опубликовала изображение Стрельца А*, черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь.
|
|
|
|
Теперь Фальке и команда британских, голландских, финских и намибийских астрономов из BlackHolistic совместно с EHT снимут знаковое видео о черных дырах.
|
|
|
|
С помощью нового 15-метрового телескопа в Намибии, получившего название Africa Millimeter Telescope (AMT), цель состоит в том, чтобы создать многочасовые видеозаписи вращающейся плазмы и газа вокруг горизонтов событий M87 и Стрельца А*.
|
|
|
|
"Мы сделали первый снимок черной дыры. Теперь мы хотим сделать еще один шаг вперед. Мы хотим снять первый фильм о черной дыре", - сказал Фальке.
|
|
|
|
Объединив AMT с существующими телескопами EHT в Северной и Южной Америке, Европе и на Южном полюсе, команда сможет дольше удерживать черную дыру в поле зрения этих телескопов. Это упростит съемку.
|
|
Задача: обработка огромных объемов космических данных
|
|
|
|
M87 - сверхмассивная черная дыра, масса которой примерно в 6 миллиардов раз превышает массу нашего Солнца. Тем не менее, ее трудно обнаружить. Ее горизонт событий примерно равен размеру нашей солнечной системы, но находится на большом расстоянии от нас.
|
|
|
|
По мере вращения Земли черная дыра будет попадать в поле зрения различных телескопов по всему земному шару, что позволит получать непрерывные изображения каждые несколько дней и объединять их воедино.
|
|
|
|
Для Стрельца А*, который намного меньше и примерно в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца, снимки нужно будет делать каждые пять минут, чтобы увидеть изменения вокруг черной дыры.
|
|
|
|
Телескопы наблюдают за черными дырами в радиоволнах, и их изображения объединяются в процессе, который использует электромагнитные волны для извлечения информации и создания единого изображения. В настоящее время этого невозможно достичь с помощью одного телескопа.
|
|
|
|
Вещество вокруг созвездия Стрельца A*, в основном газообразное, движется намного быстрее, чем вокруг M87, совершая оборот за несколько часов по сравнению с двумя неделями для M87. Для наблюдения за ним требуется использование намибийской AMT.
|
|
|
|
Объем данных, получаемых телескопами, поражает воображение: пять петабайт и более, или 5 миллиардов гигабайт - это слишком много для передачи через Интернет в разумные сроки. Вместо этого данные должны быть физически доставлены на обрабатывающие предприятия в США и Германии.
|
|
|
|
Что касается предстоящих видеороликов о черных дырах, Фальке предупредил: "Ситуация будет только ухудшаться. Будет получено гораздо больше данных".
|
|
Увидим ли мы, как звезды разрываются на части?
|
|
|
|
Майкл Крамер, который вместе с Фальке был одним из руководителей более ранней космической инициативы BLACKHOLECAM на 2014-2020 годы, сказал, что создание видеозаписей черных дыр даст гораздо больше информации, чем отдельные изображения. Крамер - директор Института радиоастрономии имени Макса Планка в Германии.
|
|
|
|
На опубликованных ранее снимках, по его словам, "было это яркое пятно вокруг них" — большие сгустки плазмы, поглощаемые черной дырой.
|
|
|
|
По его словам, на видео эти яркие пятна будут двигаться. "Наблюдая за тем, как движется эта плазма, вы сможете гораздо лучше понять динамику. Вы также сможете лучше понять геометрию и ориентацию черной дыры".
|
|
|
|
Это движение должно позволить гораздо точнее измерить массу черной дыры, точно так же, как мы можем рассчитать массу Солнца, "наблюдая за планетами и за тем, как они вращаются вокруг центра Солнечной системы", - объяснил Крамер.
|
|
|
|
Направление движения плазмы также покажет ориентацию вещества, вращающегося по орбите, поскольку оно медленно теряет энергию и движется по спирали внутрь. Возможно, даже удастся увидеть, как черная дыра разрывает звезду на части, если подойти к ней слишком близко.
|
|
|
|
"Это было бы здорово", - сказал Фальке. "Если это произойдет, мы готовы".
|
|
Тайна Вселенной
|
|
|
|
"Черные дыры - это часть нашей истории", - сказал он. "Некоторых элементов в нашем теле не было бы, если бы черные дыры не переносили их по Вселенной".
|
|
|
|
Он назвал исследовательские усилия BlackHolistic "немного смелыми". Но он отметил, что черные дыры, по сути, являются "простейшими объектами во Вселенной, потому что они описываются всего двумя числами: их массой и скоростью вращения".
|
|
|
|
"Каждая клетка вашего тела бесконечно сложнее, чем черная дыра".
|
|
|
|
Несмотря на эту кажущуюся простоту, существует большая неопределенность относительно границ пространства и времени внутри черной дыры, которая до сих пор озадачивает исследователей.
|
|
|
|
"Я ищу тайну Вселенной, - сказал Фальке, - и я верю, что тайна всегда будет существовать".
|
|
|
|
Первые видеоролики о черных дырах дадут, по крайней мере, некоторые ответы.
|
|
|
|
Источник
|
