Астрономы обнаружили движущуюся сверхмассивную черную дыру
Исследователи Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики обнаружили супермассивную черную дыру, перемещающуюся по своей собственной галактике. Подробности исследования опубликованы в » Астрофизическом журнале «.
Мы знаем, что почти все большие галактики являются домом для сверхмассивных черных дыр. До сих пор мы думали, что эти космические огры относительно неподвижны, размещены в центре своей галактики, в то время как все остальное вращается вокруг них.
«Они настолько массивны, что их трудно заставить двигаться«, — сказал Доминик Пеше, руководивший исследованием. «Подумайте, насколько сложнее ударить по движущемуся мячу для боулинга, чем по футбольному мячу. Зная, что в этом случае «шар для боулинга» в несколько миллионов раз массивнее нашего Солнца«.
Но так ли это до сих пор? Астрономы давно предполагают, что эти объекты могут перемещаться в космосе. Теперь у нас есть доказательство этого с открытием сверхмассивной черной дыры, которая движется не только во Вселенной, но и в своей собственной галактике.
Более 177000 км/ч
В рамках этого исследования Пеше и его команда наблюдали десять больших галактик в течение пяти лет, задав себе следующий вопрос: совпадают ли скорости черных дыр со скоростями галактик, в которых они находятся? Если это не так, то это будет означать, что черная дыра была потревожена и теперь она находится в движении.
Для этой работы команда специально сосредоточилась на объектах, на аккреционном диске которых находилась вода. Когда они окутывают черную дыру, молекулы H2O производят лазерный пучок радиоизлучения, называемый мазером. А при анализе эти мазеры можно использовать для очень точного измерения скорости черной дыры.
По истечении пяти лет наблюдения астрономы определили, что девять из десяти проанализированных черных дыр находятся в состоянии покоя. Однако, одна из них была в движении.
Расположенный на расстоянии 230 миллионов световых лет от Земли, объект, масса которого, по оценкам, в три миллиона раз больше массы Солнца, движется со скоростью более 177 000 км/ч в центре галактики J0437 + 2456.
В галактике J0437 + 2456 находится супермассивная и подвижная черная дыра.
«Космический» удар
На данный момент причины этого движения неизвестны, но у астрономов есть собственное представление. «Возможно, мы наблюдаем последствия слияния двух сверхмассивных черных дыр«, — сказал Джим Кондон, радиоастроном из Национальной радиоастрономической обсерватории, принимавший участие в исследовании. «Такое слияние действительно могло отбросить назад объект, возникший в результате этого союза«.
Таким образом, во время этих наблюдений астрономы могли стать свидетелями последствий этого жестокого «космического удара» до того, как черная дыра переместилась в более устойчивое положение. Однако для выявления истинной причины этого необычного движения потребуются дополнительные наблюдения.
Источник
Что такое чёрная дыра
Чёрная дыра — это место в космосе, где гравитация настолько сильна, что даже объекты движущиеся со скоростью света не могут ей сопротивляться, в том числе сами частицы света. Такое гравитационное притяжение возникает, потому что материя была сжата в крошечное пространство. Считается, что подобные явления происходят, когда умирают звёзды.
Поскольку никакой свет не может покинуть эту область, чёрные дыры буквально невидимы. Однако космические телескопы со специальным оборудованием способны их обнаруживать. Например, можно фиксировать необычное поведение объектов, которые находятся близко к чёрной дыре.
Размеры чёрных дыр
Учёные считают, что самые маленькие чёрные дыры, размером всего в один атом, могли возникнуть в первые мгновения существования Вселенной. Подобные условия создают на большом адронном коллайдере, и у общественности возникают опасения, что это может привести к возникновению чёрной дыры.
Другой вид чёрных дыр называется «звёздным». Их масса может быть в 20 раз больше массы Солнца. В нашей галактике возможно существование множества чёрных дыр звёздной массы.
Самые большие чёрные дыры называются «сверхмассивными». Они имеют массы, которые составляют более 1 миллиона Солнц. Ученые нашли доказательства того, что каждая большая галактика содержит сверхмассивную черную дыру в своем центре. Такой объект в центре галактики Млечный Путь называется Стрелец А. Она имеет массу, равную примерно 4 миллионам Солнц.
Как образуются чёрные дыры
Такие большие объекты, как звёзды, обладают большой гравитацией. Вся материя звезды всегда притягивается к центру, но термоядерные реакции не позволяют ей схлопнуться. То есть с одной стороны работает притяжение, а с другой давление, которое удерживает форму звезды.
Самой популярной считается теория, что чёрная дыра — это конечная стадия жизни звезды с очень большой массой, превышающей как минимум массу 20 Солнц. Когда внутри такой звезды прекращаются термоядерные реакции (заканчивается топливо), то под действием своей огромной гравитации она ускоренно сжимается в нейтронную звезду. В зависимости от своей начальной массы, она может остаться сверхплотной нейтронной звездой либо продолжить сжиматься с такой силой, что даже свет не сможет покинуть её пределы — это и будет чёрная дыра.
Существует и другой сценарий, когда все те же процессы происходят с межзвёздным газом, находящимся на стадии превращения в галактику или какое-то скопление. Если внутреннее давление не может компенсировать гравитацию, то вся материя начинает сжиматься, что приводит к образованию чёрной дыры.
Как учёные узнают о чёрных дырах
Чёрная дыра не излучает и не отражает свет подобно большинству других объектов во Вселенной. Но ученые могут фиксировать, как сильная гравитация влияет на звёзды и газ вокруг чёрной дыры. По поведению объектов, рядом с которыми есть чёрная дыра, собственно можно доказать её наличие.
- Звёзды вращаются вокруг центра гравитации. Если в этом месте ничего нет, значит есть вероятность, что это чёрная дыра.
- Из окружающего пространства чёрная дыра постоянно притягивает материю. Космическая пыль, газ, вещество ближайших звезд — всё это падает на неё по спирали, образуя аккреционный диск. Испытывая ускорение, частицы порождают излучение в характерном спектре. В области, откуда это излучение пришло, наверняка есть чёрная дыра.
Может ли чёрная дыра уничтожить Землю
Чёрные дыры не передвигаются по космосу, поглощая звёзды, луны и планеты. Земля не упадет в чёрную дыру, потому что ни одна из них не находится достаточно близко к Солнечной системе.
Даже если бы в центре нашей системы образовалась чёрная дыра той же массы, что Солнце, Землю всё равно бы не затянуло туда. Чёрная дыра будет иметь ту же гравитацию, что и Солнце. Земля и другие планеты будут вращаться вокруг неё, как они вращаются вокруг Солнца.
В любом случае Солнце не такая большая звезда, чтобы когда-то превратиться в чёрную дыру.
Источник
Астрономы зафиксировали черную дыру в движении
Ученые из США обнаружили редкое явление — движущуюся черную дыру, она находится в центре галактики J0437+2456. Ее масса примерно в три миллиона раз больше нашего Солнца.
Ученые знали, что сверхмассивные черные дыры могут блуждать в космосе, но зафиксировать их в движении нелегко. Теперь исследователи Центра астрофизики в США выявили самый яркий случай, когда супермассивная черная дыра находится в движении. Результаты их исследования появились в научном издании Astrophysical Journal.
«Мы не ждем, что большинство черных дыр будут находиться в движении; обычно они наоборот находятся на одном месте. При этом они настолько тяжелы, что их трудно заставить двигаться. Подумайте, насколько сложнее пнуть шар для боулинга, а не футбольный мяч», — отметили исследователи.
По словам исследователей, при изучении с помощью комбинированной сети радиоантенн с использованием метода, известного как интерферометрия с очень длинной базой (VLBI), устройства могут помочь очень точно измерить скорость черной дыры.
Также техника помогла команде определить, что девять из десяти супермассивных черных дыр находятся в состоянии покоя, но одна из них выделяется и, похоже, находится в движении. Расположенная на расстоянии 230 млн световых лет от Земли, черная дыра находится в центре галактики под названием J0437+2456. Ее масса примерно в три миллиона раз больше массы нашего Солнца.
Используя последующие наблюдения команда подтвердила свою первоначальную теорию.
Источник
Астрономы обнаружили «блуждающую» черную дыру
Иногда на просторах Вселенной астрономы наблюдают блуждающие объекты, например планеты. Масса некоторых из них такая же как у Земли, но они путешествуют по космическим просторам сами по себе. В целом исследователи считают, что в галактической системе находится миллион туманностей, и именно в них формируются эти одинокие тела. Но странно вести себя на космических просторах могут не только планеты. Недавно, изучая галактику под названием J0437+2456, астрономы обнаружили в ее центре беспокойную черную дыру. Объект, примерно в 3 миллиона раз массивнее Солнца, расположен на расстоянии 230 миллионов световых лет от Земли и движется со скоростью около 50 километров в секунду. Это самый точный на сегодняшний день зафиксированный случай движения сверхмассивной черной дыры. Необходимо отметить, что ученые довольно давно предполагают, что сверхмассивные черные дыры могут «блуждать» в космосе, но поймать их на месте преступления было непросто.
По мнению ученых сверхмассивная черная дыра в центре галактики J0437+2456 ведет себя странно.
Блуждающие космические тела
Когда мы думаем о планетах, то представляем их вращающимися вокруг звезд, как это делают планеты нашей Солнечной системы. Но не всем из сотен миллиардов планет, населяющих Млечный Путь, посчастливилось вращаться вокруг родительской звезды: за последние 20 лет астрономы обнаружили в нашей галактике не менее двух десятков одиноких планет. Большинство из них – огромные газовые шары, больше напоминающие Юпитер, чем наш дом. Исследователи полагают, что в одной только нашей галактике без солнц могут странствовать миллиарды планет. И все они ожидают открытия.
Но так как планеты-сироты существуют в вечной тьме и не излучают свет, они не подлежат непосредственному наблюдению. Ученые находят их благодаря способности этих небесных тел изменять свет от звезд, которые находятся гораздо дальше. Напомним, что отклонение электромагнитного излучения далекого объекта под действием гравитации другого массивного объекта называется гравитационным линзированием. Именно с его помощью открытие блуждающих планет стало возможным.
Еще больше увлекательных статей о последних открытиях в области астрономии и астрофизики читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен. Там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте.
Гравитационное линзирование – один из интереснейших космических эффектов. Его способны вызывать практически все крупные объекты во Вселенной.
Сегодня астрономы полагают, что из тысяч планет, обнаруженных за пределами нашей Солнечной системы, лишены Солнца и вращаются сами по себе (где-то между нами и центром Млечного Пути) всего около дюжины планет. Однако сказать с уверенностью, находятся ли обнаруженные объекты в движении, астрономы не могут. Но если блуждающие планеты обнаружить не так просто, то возможно ли найти на космических просторах «блуждающие» черные дыры?
Странная черная дыра
Результаты исследования, недавно опубликованного в журнале The Astrophysical Journal, гласят, что девять из 10 объектов, находящихся в центре далеких галактик, неподвижны, однако один из них развил скорость порядка 177 000 км/ч. Отметим, что большинство черных дыр движутся в том же направлении с той же скоростью, что и их галактика-хозяин.
«Большинство сверхмассивных черных дыр обычно довольствуются тем, что просто сидят без дела. Но в галактике J0437+2456 это оказалось не просто. Подумайте, труднее ли привести в движение шар для боулинга, чем футбольный мяч, подразумевая при этом, что масса «шара для боулинга» в несколько миллионов раз больше массы нашего Солнца. Очевидно, для этого потребуется удар огромной силы,» – пишет ведущий автор работы Доминик Пеше из Гарвардского и Смитсоновского института астрофизики в официальном пресс-релизе исследования.
Центр галактики J0437+2456 в представлении художника. В центре находится блуждающая сверхмассивная черная дыра.
Еще в 2018 году Пеше и его коллеги заметили, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики J0437+2456, возможно, ведет себя немного странно. Свои наблюдения исследователи начали в уже не существующей обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико, а продолжили в обсерватории Джемини на Гавайях и в Чили. Результаты наблюдений показали, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики демонстрирует «редкое и пугающее движение».
Астрономы зафиксировали, что центр галактики J0437+2456, которая находится на расстоянии 230 миллионов световых лет от нашей планеты, движется со скоростью почти в 50 км/с или 177 000 км/ч. Тем не менее причина, по которой черная дыра имеют такую высокую скорость движения пока не известна.
Интересно, что астрономы специально изучали черные дыры, содержащие воду в своих аккреционных дисках – спиральных структурах, которые вращаются внутрь по направлению к черной дыре. Вода была необходимым условием, так как с ее помощью можно относительно легко измерить скорость черной дыры – ее молекулы могут работать аналогично квантовому генератору (мазер), генерируя микро и радиоволны, зафиксировать которые можно с помощью телескопов.
Чего только не бывает на просторах Вселенной.
Полученные выводы были сделаны с помощью метода для исследования излучения черных дыр под названием «интерферометрии очень длинной базовой линии» (very long baseline interferometry/VLBI).
Одно из возможных объяснений странного поведения черной дыры заключается в том, что центр галактики J0437+2456 представляет собой недавно слившиеся две крупные черные дыры. Если все было именно так, то эти объекты еще какое-то время будут двигаться по инерции. Другим возможным объяснением необычного поведения также может быть пара сверхмассивных черных дыр в центре галактики, а не одна. Установить истинную причину помогут дальнейшие наблюдения. Так что будем ждать.
Источник