Голодная черная дыра, пожирающая звезду, может быть недостающим звеном эволюции Вселенной
Автор фото, ESA/Hubble, M. Kornmesser
Черная дыра «засветилась», когда стала пожирать оказавшуюся рядом звезду (рисунок художника)
Команда астрономов обнаружила самые веские на сегодняшний день свидетельства существования класса черных дыр, до сих пор остававшихся неуловимыми.
Этот класс черных дыр средней массы считается самым любопытным, поэтому ученые были так воодушевлены, когда одна из них выдала свое существование, начав пожирать звезду, которая оказалась слишком близко к ней.
Наблюдать черные дыры непосредственно невозможно, и ученые делают выводы об их существовании и устройстве косвенными методами.
Черные дыры средней массы в первую очередь интересны тем, что считаются недостающим звеном в понимании процесса эволюции звезд.
«Черные дыры средней массы — очень скрытные объекты, поэтому прежде чем установить, что мы имеем дело именно с ней, так важно тщательно рассмотреть и отсечь все иные возможные объяснения тому, что мы обнаружили, — говорит руководитель исследовательской группы, доктор Дачэн Линь из Университета Нью-Гэмпшира. — Именно это и позволил нам сделать телескоп «Хаббл» в случае с нашим кандидатом».
Еще в 2006 году рентгеновская орбитальная обсерватория НАСА «Чандра» и рентгеновский космический телескоп Европейского космического агентства XMM-Newton заметили мощную вспышку космического излучения, получившую название 3XMM J215022.4−055108.
Природа этой вспышки, по словам доктора Линя, подразумевала всего два возможных варианта: это была либо отдаленная (за пределами нашей Галактики) черная дыра средней массы, пожирающая звезду, либо охлаждающаяся нейтронная звезда в нашей Галактике».
Нейтронные звезды, по современным представлениям, это сжатые до крохотного размера останки бывшей звезды, возникшие после ее взрыва.
Источник
Астрономы увидели в небе яркую вспышку. Это столкнулись две черные дыры
Автор фото, Getty Images
Впервые в истории науки астрономам удалось воочию увидеть столкновение двух невидимых объектов — черных дыр. Одним из последствий удара стала яркая вспышка света, благодаря которой ученые и смогли разглядеть это редчайшее явление.
Черные дыры не могут испускать свет по определению: их гравитация настолько велика, что вырваться из ее объятий не под силу ни физическим объектам, ни электромагнитному излучению. Так что произошедший случай можно считать если не уникальным, то по меньшей мере исключительно редким явлением.
В результате удара и последующего слияния двух черных дыр образовалось новое небесное тело, масса которого превышает солнечную примерно в 100 раз.
До сих пор о столкновении двух столь массивных объектов узнавали лишь по косвенным признакам — например, зафиксировав приборами порожденные ударом гравитационные волны.
Однако на этот раз слияние произошло поблизости от третьей черной дыры, значительно большей массы. Ее гравитация резко оттолкнула образовавшийся в результате столкновения объект, заставив его прочертить яркую линию в окружающем веществе (аккреционном диске).
«Если приведенные в статье данные точны, это открытие дает науке неоценимую информацию о среде, в которой рождаются источники гравитационных волн, — объяснил Би-би-си профессор кафедры астрономии Женевского университета Тассос Фрагос. — Однако достоверно подтвердить взаимосвязь между электромагнитными и гравитационными колебаниями в данном конкретном случае невозможно».
Увидеть невидимое
Существование гравитационных волн было предсказано Альбертом Эйнштейном еще больше 100 лет назад, но впервые их удалось обнаружить лишь в 2015 году. Два года спустя это открытие было удостоено Нобелевской премии по физике.
Представьте себе, что кто-то за вашей спиной бросил в реку камень.
Источник
В центре Млечного Пути найдены десятки доселе неизвестных черных дыр
Автор фото, SCIENCE PHOTO LIBRARY
В центре Млечного Пути, то есть нашей галактики, обнаружены десятки черных дыр, сообщают американские ученые.
Это открытие подтверждает появившуюся десятилетия назад теорию, согласно которой сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик, окружены многими менее крупными черными дырами.
Однако до сих пор все наблюдения центра Млечного Пути, где находится ближайшая к Земле сверхмассивная черная дыра, не находили подтверждения этой теории.
Результаты последнего исследования публикуются в журнале Nature.
Чарльз Хейли из Колумбийского университета в Нью-Йорке и его коллеги изучили архивы данных космической рентгеновской лаборатории НАСА «Чандра» и пришли к выводу, что в центре нашей галактики находится множество черных дыр.
По их словам, они обнаружили не менее 12 маломассивных бинарных систем, в которых звезда вращается вокруг невидимого объекта — черной дыры.
Сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, известная как Стрелец А* (Sgr A*), окружена горячим радиоизлучающим газовым облаком, что представляет собой идеальные условия для возникновения массивных звезд.
Эти звезды зарождаются и умирают в таком облаке, они могут превращаться в черные дыры.
Кроме того, черные дыры за пределами этого газового облака, насколько известно, в процессе потери своей энергии могут оказаться под влиянием Sgr A* и испытывать его гравитационное влияние.
Некоторые из них затем создают бинарные системы с ближайшей звездой.
Когда они подходят к Sgr A* на слишком близкое расстояние, приливные силы, вырабатываемые притяжением черной дыры, разрывают их на части, порождая мощные вспышки света.
Слабые, но заметные вспышки
«Центр галактики настолько отдален от Земли, что эти вспышки лишь раз в 100 или 1000 лет достаточно мощны, чтобы мы их могли зафиксировать», — говорит профессор Хейли.
Вместо этого Хейли и его коллеги решили изучить вспышки рентгеновского излучения.
Эти пучки света, говорит профессор, обладают относительно низкой яркостью, но происходят относительно часто, и у них необычный спектр.
«Изолированные, одинокие черные дыры просто черны, они никак себя не проявляют, — говорит он. — Но когда черная дыра спаривается с маломассивной звездой, это приводит к вспышке рентгеновского излучения. Оно не столь яркое, но отличается постоянностью и его можно обнаружить».
12 бинарных систем
Поиск подобных рентгеновских излучений в архивах «Чандра» обнаружил около 12 подобных бинарных систем в радиусе до трех световых лет от Sgr A*.
Рассмотрев характеристики и расположение этих бинарных систем, ученые пришли к выводу, что, вероятно, вокруг Sgr A* может находиться от 300 до 500 подобных систем, и вплоть до 10 тысяч изолированных черных дыр.
По словам профессора Хейли, результаты исследования доказывают существовавшую до сих пор теорию, а также, значительно продвинут исследование гравитационных волн.
Так как если мы знаем число черных дыр в центре типичной галактики, мы сможем лучше предсказать поведение связанных с ними гравитационных волн, считает профессор Хейли.
Существование гравитационных вол предсказывал еще Альберт Эйнштейн, но обнаружены они были лишь в 2015 году.
Среди прочего, гравитационные волны возникают в результате столкновения черных дыр.
Источник
В паутину гигантской черной дыры попали целые галактики. Ученые разглядели это в гигантский телескоп
Автор фото, ESO/L. Calçada
Когда вселенная была совсем молода — не старше миллиарда лет, в ней завелся чудовищный паук — сверхмассивная черная дыра, поймавшая в свою гравитационную паутину сразу шесть галактик, которые так там и остались.
Эти галактики были обнаружены Очень большим телескопом (ОБТ, он так и назывется официально), который принадлежит Европейской южной обсерватории (ЕЮО). Собственно, ОБТ состоит из четырех отдельных и четырех вспомогательных оптических телескопов, объединённых в одну систему. Они установлены на горе Серро-Параналь в Чили.
«Наше исследование основывалось на желании понять пожалуй самые загадочные астрономические объекты — сверхмассивные черные дыры, возникшие в молодой вселенной», — поясняет суть своей работы, опубликованной в журнале Astronomy & Astrophysics, руководитель проекта, астроном Национального института астрофизики в Болонье Марко Миньоли.
По его словам, обнаруженные галактики «запутались в космической паутине» из газа, простирающейся в 300 раз дальше, чем наш Млечный путь, в центре которой тоже находится сверхмассивная черная дыра.
Свет от этой паутины, окружающей черную дыру массой, в миллиард раз превышающей массу нашего Солнца, шел до нас со времени, когда Вселенной было всего 900 млн лет, то есть вскоре после момента Большого взрыва.
«Мы смогли найти важный кусок пока еще не полной мозаики, а именно информацию о том, как быстро после Большого взрыва стали формироваться и расти такие объекты, как черные дыры», — говорит соавтор исследования, коллега Миньоли по институту, астроном Роберто Джилли.
Действительно, первые черные дыры, которые, как считается, образовались в результате коллапса первых звезд, должны были расти очень быстро, чтобы за сравнительно небольшой промежуток времени достичь столь впечатляющей массы.
Но астрономы никак не могли понять, откуда же бралось такое количество строительного материала для черных дыр.
И вот теперь паучья сеть с запутавшимися в ней галактиками показала, что там содержалось достаточно газа, чтобы превратить обычную черную дыру в центре этой системы в сверхмассивного гиганта.
Другой вопрос — как возникла сама эта сеть? Астрономы полагают, что разгадка кроется в огромных сгустках загадочной темной материи. Считается, что обширные пространства, заполненные этой невидимой материей, на заре зарождения вселенной притягивали большие объемы газа. И уже вместе газ и эта материя формировали похожие на паутину структуры, в которых эволюционировали галактики и черные дыры.
«Наши открытия поддерживают теорию о том, что наиболее отдаленные от нас и самые массивные черные дыры формируются и растут в сгустках темной материи, а то, что мы ранее не наблюдали такие структуры говорит лишь о том, что наши поисковые возможности были ограничены», — объясняет еще один соавтор исследования, Колин Норман из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе.
Действительно, запутавшиеся в паутине галактики были обнаружены на самом пределе возможностей современных телескопов, и это были самые яркие галактики. Так что не исключено, что это лишь вершина айсберга, и в дальнейшем, с появлением новых, более совершенных приборов, к ним присоединятся новые галактики, которые удерживает возле себя сверхмассивная черная дыра.
Источник
«Абсолютный монстр»: ученым впервые удалось сфотографировать горизонт событий черной дыры
Автор фото, EHT Collaboration
Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз
Сенсационное заявление сделали европейские ученые: им удалось впервые сделать фотографию черной дыры — сверхмассивного коллапсара в далекой галактике Messier 87, находящейся в скоплении Девы.
Расстояние до этой черной дыры — около 50 млн световых лет, или почти 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из восьми телескопов, расположенных на разных континентах.
«То, что мы видим [на снимке], — больше по размеру, чем вся наша Солнечная система, — пояснил Би-би-си профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке. — Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз».
«Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать, — добавил профессор. — Абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе».
Ученые впервые сфотографировали черную дыру
Это настолько важная новость для всего научного мира, что журналистам объявили о ней на пресс-конференции, которую одновременно провели сразу в шести городах: в Брюсселе, Вашингтоне, Сантьяго-де-Чили, Тайбэе, Токио и Шанхае — на четырех языках.
Дело в том, что до сегодняшнего дня все наши представления о черных дырах были исключительно теоретическими. Само их реальное существование было лишь научной гипотезой — пусть и очень убедительной.
Русская служба Би-би-си постаралась (как можно проще) ответить на самые очевидные возникающие вопросы.
Ученые что, не знали, существуют ли черные дыры на самом деле?
Автор фото, DR JEAN LORRE/SCIENCE PHOTO LIBRARY
Астрономы давно подозревали, что в центре галактики М87 находится супермассивная черная дыра, однако черное пятно в центре этого снимка — не сам коллапсар, а массивное скопление быстро движущихся звезд
Строго говоря, да, не знали — точнее, не были уверены. И уж точно ни одной не видели — до сегодняшнего дня. Существовали лишь убедительные косвенные доказательства.
На бытовом уровне это можно сравнить с громом и молнией. Мы знаем, что разряд молнии порождает мощную ударную волну, которую мы воспринимаем как гром, и одно без другого существовать не может.
Однако молния может быть скрыта за толстым слоем облаков или высотными зданиями, и тогда мы слышим только удар грома, а самой молнии не видим — но можем с уверенностью предположить, что она была. Хотя и не можем полностью исключить другие объяснения.
Примерно так же и с черными дырами. Их существование было предсказано более общими научными теориями (впервые — еще в конце XVIII века) и с тех пор многократно подтверждено расчетами. Но «вещественных доказательств» у ученых не было — а теперь есть.
Кстати, ровно по такому же принципу физики десятилетиями прицельно искали предсказанные ранее гравитационные волны и бозон Хиггса. И в итоге — после десятилетий поисков — нашли и то и другое.
Источник