Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope): первое изображение черной дыры

[Бизоныч]

и что там? я вот не в курсе. черное пятно(в красно-оранжевом окружении) это ведь, насколько я я понимаю, не сама черная дыра

Это она и ее тень. Черную дыру нельзя увидеть просто так, саму по себе. Это не просто объект, это область пространства с очень необычными свойствами. Ее центр это и есть сам объект, но он бесконечно мал и его не увидеть, хуже всего то, что на определенном расстоянии от сингулярности, его именуют радиусом Шварцшильда, находится граница того, что вообще может увидеть внешний наблюдатель. Но учитывая что есть понятие фотонная сфера, это область пространства где свет выходит на орбиту вокруг ЧД (это около 1,5 рад. Шварцшильда) тоже непроницаема для внешнего наблюдателя на более-менее удаленном расстоянии от ЧД. Т.о. то что мы не видим и есть тень ЧД, что и показывает вам чернота в центре снимка.

[Геральдинка]

такой вопрос знатокам - по всем СМИ сообщают что это настоящая фотография именно самой черной дыры. это так? вроде как саму черную дыру даже увидеть нельзя. как же ее можно снять? в чем подвох то?

Нет, во всем СМИ сообщают что это фотография именно горизонта событий и тени ЧД.

Что мы видим на картинке?
Сами черные дыры излучают слишком мало радиации, чтобы их можно было обнаружить, но, как предсказывал Эйнштейн, очертания черной дыры и ее горизонт событий - граница, за которой свет не может выйти, - можно увидеть.

Оказывается, это правда. Темный круг в середине - это «тень» черной дыры, которую открывает светящийся газ, который находится на горизонте событий вокруг него. (Чрезвычайное гравитационное притяжение черной дыры перегревает газ, вызывая его излучение или «свечение»). Но газ на горизонте событий на самом деле не оранжевый - скорее астрономы, участвующие в проекте, решили окрасить радиоволновые сигналы оранжевым, чтобы показать, насколько яркими являются излучения.

Желтые тона представляют наиболее интенсивные выбросы, в то время как красный цвет обозначает более низкую интенсивность, а черный - мало или вообще не выделяет. В видимом спектре цвет излучения, вероятно, будет виден невооруженным глазом как белый, возможно, слегка окрашенный синим или красным.

https://www.livescience.com/65211-questions-answered-first-black-hole-image.html?utm_source=notification

[ulitkanasklone]

Почему?
Почему не синяя? Не голубая? Как голубые звёзды-гиганты? Почему не такого цвета?

Согласно Попову картинка достается черно-белая серая, а потом раскрашенная. То есть цвета на картинке не имеют смысла.

[allbuks]

во всем СМИ сообщают что это фотография именно горизонта событий и тени ЧД

ну не знаю. начиная от CNN до РИА-новости сообщают либо о "first photo of a black hole", либо именно о фотографии ЧД. то что вы указали - не совсем СМИ.

[Amadeus]

Синий - более "горячий" только для астрофизиков. Для большинства горячий цвет - красный. Кран в ванной гляньте.

Для древнего человека понятие "горячо" ассоциировалось с красным пламенем костра, свечи, масляной лампы, факела и т.д. Голубое высокотемпературное пламя он увидел уже позже - с изобретением газовой горелки, автогена, реактивного двигателя и прочего.

[Amadeus]

Согласно Попову картинка достается черно-белая серая, а потом раскрашенная. То есть цвета на картинке не имеют смысла.

Ну это так же, как крупномасштабную структуру Вселенной (войды, стены, филаменты) почему то всегда рисуют фиолетовым цветом.

[boch]

такой вопрос знатокам - по всем СМИ сообщают что это настоящая фотография именно самой черной дыры. это так? вроде как саму черную дыру даже увидеть нельзя. как же ее можно снять? в чем подвох то?

Представьте, что черная дыра - это ядрышко целого ореха. Скорлупу видно, а ядрышко нет. Ядрышка не видно, но оно есть. Внешняя граница скорлупы, это граница закручивания фотонов, то есть "тень", то есть фотоны не могут достичь глаза. Внешняя граница тени видна, черная дыра не видна.

Некая аналогия "с аурой биополя" - аура всегда больше объекта.

[Organza]

Цитата: allbuks от Сегодня в 05:51:35
такой вопрос знатокам - по всем СМИ сообщают что это настоящая фотография именно самой черной дыры. это так? вроде как саму черную дыру даже увидеть нельзя. как же ее можно снять? в чем подвох то?

Представьте, что черная дыра - это ядрышко целого ореха. Скорлупу видно, а ядрышко нет. Ядрышка не видно, но оно есть. Внешняя граница скорлупы, это граница закручивания фотонов, то есть "тень", то есть фотоны не могут достичь глаза. Внешняя граница тени видна, черная дыра не видна.

Некая аналогия "с аурой биополя" - аура всегда больше объекта.

Прямая аналогия - из крана течёт ржавая вода и сливается в сливное отверстие. Воду, закручивающуюся в вихре вы видите, видите границы отверстия, а под "горизонтом" отверстия ничего не видите, там ничего нет.

[a_babich]

Почему ребром? Картинная плоскость перпендикулярна лучу зрения, и наклонение диска 17° к ней означает, что диск мы видим почти плашмя, а не с ребра.

Повернут плашмя реально или видим плашмя?
Пишут, что яркий полумесяц - это влияние Допплера.
Если диск к нам повернут плашмя, то как может проявлятся Допплер?
Или гравитационное линзирование поворачивает изображение таким образом, что реально расположенный ребром диск
мы видим плашмя?

[Geen]

Повернут плашмя реально или видим плашмя?

Ну, джеты то мы реально видим...

[Organza]

Или гравитационное линзирование поворачивает изображение таким образом, что реально расположенный ребром диск
мы видим плашмя?

Присоединяюсь к вопросу. Если визуализации типа интерстеллар правильны (а они заявлены, как научно рецензированные), то и с ребра мы заднюю часть аккреционного диска должны видеть плашмя.

[a_babich]

то и с ребра мы заднюю часть аккреционного диска должны видеть плашмя.

да и переднюю тоже 

[Бизоныч]

да и переднюю тоже 

Конечно, тут уже рисовали 0 перечеркнутый. Но мы же видим один из джетов, направленный к нам, значит аккреционный диск мы видим плашмя и нечего ему по центру полосы рисовать, там где их нет.

[Nebesov]

Или гравитационное линзирование поворачивает изображение таким образом, что реально расположенный ребром диск
мы видим плашмя?

Присоединяюсь к вопросу. Если визуализации типа интерстеллар правильны (а они заявлены, как научно рецензированные), то и с ребра мы заднюю часть аккреционного диска должны видеть плашмя.

Немного почитал статьи по ссылкам из https://www.eso.org/public/russia/news/eso1907/ .
Угловое разрешение в 20 микросекунд дуги, которым они так гордятся (и справедливо гордятся!) - это всего лишь толщина светящегося кольца на изображении. То есть фактически мы видим сильно размытую тонкую границу "тени ЧД". С какими-то яркими переменными деталями, разглядеть которые при таком разрешении невозможно. Вероятно, вблизи этой границы и появляются наиболее яркие детали, а аккреционный диск (даже если он пересекает изображение) слабее и просто незаметен на этом фоне. Тогда картинка будет круглой с любой стороны. Более яркая нижняя часть - какой-то релятивистский эффект, который участники проекта тоже могут смоделировать.
Такая вот версия 

[boch]

Тогда картинка будет круглой с любой стороны

Но джет то мы видим вполне определенно с погрешностью в градусы по всем трем осям. То есть и положение диска знаем с точностью до нескольких градусов.

[Nebesov]

Тогда картинка будет круглой с любой стороны

Но джет то мы видим вполне определенно с погрешностью в градусы по всем трем осям. То есть и положение диска знаем с точностью до нескольких градусов.

И со стороны джета тоже 

[Дрюша]

Я про область внутри тени, но ещё до горизонта событий. Да, это "наш мир", но космические скорости там близки к скорости света. Макроскопические материальные тела не летают с такими скоростями (если речь не о расширении Вселенной).

Летают. Причём, - запросто. Падая из бесконечности, любое тело, макроскопическое оно, микроскопическое или мегаскопическое, не важно, - достигает именно второй космической, характерной для тех мест. Ну, во всяком случае до половины с - без проблем.

Другой вопрос, - насколько там велики приливные силы в масштабах метров, километров, тысяч или даже миллионов километров? Дело в том, что поскольку гравитационный радиус пропорционален первой степени массы, то "дыра" эта - довольно большая, раз в 10 побольше официального размера Солнечной системы (орбиты Плутона, пояса Койпера...).  Порядка 100 млрд. км. С такого расстояния даже Солнце выглядит как звёздочка, хотя и довольно яркая. А, вот, приливные силы - те обратно пропорциональны четвёртой степени расстояния. При всей чудовищности самих гравитационных сил, их градиенты - не столь велики. Я точно не считал, но мне почему-то кажется, что если бы даже Земля стала бы пересекать этот ГС, свободно падая внутрь... Ну не, ну, конечно, разломы земной коры, землетрясения, извержения вулканов и цунами - наверное бы - случились (но они - и так периодически здесь у нас бывают), но по большому счёту, - никто бы ничего не заметил. И тем более, не почувствовал бы в пределах размеров своего тела.

[zam2]

А, вот, приливные силы - те обратно пропорциональны четвёртой степени расстояния.

А чего это четвёртой? Разве не третьей? Приливные силы пропорциональны градиенту напряжённости гравитационного поля. Ну и дифференцируем по \(r\) стандартное \[g=\frac{GM}{r^2}\]. Получаем \[\frac{\mathrm{d} g}{\mathrm{d} r}=-\frac{2GM}{r^3}\].

[PSR1257]

это классическая черная дыра с горизонтом

Величина 3*sqrt(3)/2 *m (или 2.6rg), где m - масса ЧД, rg - ее радиус - это вроде как величина прицельного параметра для фотонов для Шварцшильдовской (те невращающейся) ЧД - фотоны, падающие внутри "коридора" +- 2.6rg будут поглощены ЧД - это как бы размер ЧД для внешнего наблюдателя. Прямой связи с аккрецирующим диском тут вроде как нет.

Аккрецирующий диск имеет наименьшую возможную стабильную орбиту (rms/ISCO) 3rg для Шварцшильда > 2.6rg.

Однако для Керровской ЧД (вращающейся) величина наименьшей возможной орбиты (rms/ISCO) зависит от спина ЧД - она уменьшается с ростом спина. Примерное уравнение для rms:

rms^2 - 6*rms +- 8*a*sqrt(m)*rms^1/2 - 3*a^2 = 0 (извините за возможные неточности) или в ВиКи (https://en.wikipedia.org/wiki/Innermost_stable_circular_orbit), для предельного случая a == m (a - спин ЧД в данном случае в безразмерных величинах "равный" массе):

rms = m.

Заметим, что прицельный параметр для фотона для Керровской ЧД также зависит от спина. В предельном случае a == m:

b = 2m < 3*sqrt(3) - меньше, чем у Шварцшильда.

Оценки спина для ЧД в M87 разные, например:

a ~ 0.1 "M87 black hole mass and spin estimate through the position
of the jet boundary shape break" https://arxiv.org/pdf/1904.05665.pdf

a ~0.9 "Constraint on the black-hole spin of M87 from the
accretion-jet model" https://arxiv.org/pdf/1705.07804.pdf

[a_babich]

https://edition.cnn.com/2019/04/12/world/black-hole-name-powehi-scli-intl/index.html

))

Черную дыру, изображение которой было впервые в истории опубликовано на этой неделе, назвали Поэхи.  Такое имя черной дыре дал профессор Гавайского университета Ларри Кимура. Отмечается, что в гавайской мифологии мироздания По (Ро) обозначает "необъятную пустоту", описывается как "черная воронка". А окончание -wehi обозначает почетную часть имени.