Космос черная дыра взрыв
Рекордный взрыв во вселенной исходит из Черной дыры
Самый большой взрыв во Вселенной был найден. Это рекордное, гигантское извержение произошло из черной дыры в далеком скоплении галактик за сотни миллионов световых лет от нас.
«В некотором смысле этот взрыв похож на извержение вулкана Сент-Хеленс в 1980 году», — сказала Симона Джацинтуччи из Военно-морской исследовательской лаборатории в Вашингтоне, округ Колумбия, и ведущий автор исследования. «Ключевое отличие состоит в том, что вы могли бы поместить пятнадцать галактик Млечного в ряд кратер и это извержение нагреет весь газ в этом скоплении».
Астрономы сделали это открытие, используя рентгеновские данные с рентгеновской обсерватории Чандра НАСА и XMM-Ньютон ЕКА, а также радиоданные из широкополосного массива Мерчисона (MWA) в Австралии и радиотелескопа гигантского Metrewave (GMRT) в Индии.
Непревзойденная вспышка была обнаружена в скоплении галактик Змееносец, которое находится на расстоянии около 390 миллионов световых лет от Земли. Галактические скопления — это самые большие структуры во Вселенной, удерживаемые гравитацией вместе, которые содержат тысячи отдельных галактик, темную материю и горячий газ.
В центре скопления Змееносца находится большая галактика, которая содержит сверхмассивную черную дыру. Исследователи считают, что источником гигантского извержения является как раз эта черная дыра.
Хотя черные дыры известны тем, что притягивают к себе материал, они часто извергают огромное количество материала и энергии. Это происходит, когда вещество, падающее на черную дыру, перенаправляется в струи или лучи, которые вырываются наружу в космос и врезаются в любой окружающий черную дыру материал.
Наблюдения Чандры, о которых сообщалось в 2016 году, впервые выявили намеки на гигантский взрыв в скоплении галактик Змееносца. Норберт Вернер и его коллеги сообщили об обнаружении необычного изогнутого края на изображении скопления Чандры. Они рассмотрели часть стенки полости горячего газа, которая вероятно создается струями из сверхмассивной черной дыры. Однако они отклонили эту возможность, отчасти потому, что для черной дыры потребовалось бы огромное количество энергии для создания такой большой полости.
Последнее исследование Джацинтуччи и ее коллег показывает, что действительно произошел огромный взрыв. Во-первых космический рентгеновский телескоп XMM-Ньютон также обнаружил искривленный край, что подтверждает наблюдения Чандры. Их решающим достижением стало использование новых радиоданных от MWA и данных из архивов GMRT, чтобы показать, что изогнутый край действительно является частью стенки полости, поскольку она граничит с областью, заполненной радиоизлучением. Это излучение от электронов, ускоренных почти до скорости света. Ускорение, вероятно, исходило от сверхмассивной черной дыры.
«Полученные радиоданные совпадают с данными по рентгеновским лучам», — сказал соавтор Максим Маркевич из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд. «Это говорит нам то, что здесь произошло извержение беспрецедентных размеров».
Количество энергии, необходимое для создания полости у Змееносца, примерно в пять раз больше, чем у предыдущего рекордсмена, MS 0735+74 , и в сотни и тысячи раз больше, чем у типичных скоплений.
Извержение черной дыры, должно быть, закончилось, потому что исследователи не видят никаких свидетельств наличия текущих джетов в радиоданных. Это может быть объяснено данными Чандры, которые показывают, что самый плотный и холодный газ, видимый в рентгеновских лучах, в настоящее время находится в другом месте, далеко от центральной галактики. Если этот газ сместился в сторону от галактики, он также лишает черную дыру топлива для роста, что прекращает выбросы из черной дыры.
Это смещение газа, вероятно, вызвано «выплескиванием» газа из скопления. Обычно слияние двух скоплений галактик вызывает такое выплескивание, но здесь оно могло быть вызвано извержением.
Одна из загадок состоит в том, что видна только одна гигантская область радиоизлучения, хотя эти системы обычно содержат две на противоположных сторонах черной дыры. Возможно, что газ на другой стороне скопления менее плотный, поэтому радиоизлучение там затухало быстрее.
«Как это часто бывает в астрофизике, нам действительно нужны многоволновые наблюдения, чтобы по-настоящему понять физические процессы в работе», — сказала Мелани Джонстон-Холлитт, соавтор Международного центра радиоастрономии в Австралии. «Объединение информации от рентгеновских и радиотелескопов выявило этот необычный источник, но для ответа на многие оставшиеся вопросы, которые ставит этот объект, потребуются дополнительные данные».
Статья, описывающая эти результаты, появилась в номере Astrophysical Journal от 27 февраля. Помимо Джацинтуччи, Маркевича и Джонстона-Холлитта авторами являются Дэниел Вик (Университет Юты), Цянь Ван (Университет Юты) и Трейси Кларк (военно-морская исследовательская лаборатория). Статья Норберта Вернера за 2016 год была опубликована в ежемесячных Заметках Королевского астрономического общества.
Источник
Как умирают черные дыры?
Самыми таинственными объектами во Вселенной по праву можно назвать черные дыры – области пространства-времени гравитация которых настолько сильна, что ничто, даже свет, не может их покинуть. Интересно, что на просторах бесконечной Вселенной существуют черные дыры, масса которых превышает массу Солнца в пять-сто раз, но есть и такие, чья масса превышает миллиард солнечных. Сегодня астрономы считают, что сверхмассивные черные дыры скрываются в сердце большинства галактик, отмечая при этом, что Вселенная находится в так называемой «звездной эре» – этапе эволюции Вселенной, во время которого звезды и галактики рождаются непрерывно. Но что лежит за границей звездной эры? Исследователи полагают, что в конечном итоге все ингредиенты для создания черных дыр будут исчерпаны, а звезды в ночном небе медленно погаснут, превратив тем самым черные дыры в единственных обитателей Вселенной. Но даже эти космические монстры не могут существовать вечно. Когда-нибудь и они погибнут, озарив, на прощание, пустое и безжизненное пространство фейерверком.
Доказать существование черных дыр ученым удалось совсем недавно.
Как появляются черные дыры?
Свое существование черные дыры начинают со смерти: когда в ядрах некоторых массивных звезд заканчивается топливо, они переходят на следующую ступень своей эволюции и взрываются. Во время мощного взрыва яркость сверхновых звезд (именно так их называют ученые) резко увеличивается, а затем медленно затухает. Взрыв также является причиной выброса в межзвездное пространство значительной массы вещества из внешней оболочки звезды, а также огромного количества энергии.
Та часть вещества, которую не выбросило в межзвездную среду, как правило, преобразуется либо в компактный объект – нейтронную звезду (в случае, если масса звезды до взрыва составляла более 8 солнечных масс), либо в черную дыру – область пространства-времени, в которой всем управляет ее величество гравитация (в случае, если масса оставшегося после взрыва ядра превышает солнечную в пять раз).
Так выглядит вспышка сверхновой в объективе космического телескопа NASA Hubble.
Как отмечают астрономы, подобная связь между рождением черной дыры и смертью звезды, которая ее образовала, довольно распространенное явление во Вселенной. Особенно близки черные дыры с другими звездами в тех ее уголках, где звездообразование происходит с высокой скоростью. Напомним также, что звездообразование является крупномасштабным процессом, в ходе которого из межзвездного газа в галактике начинают массово формироваться звезды.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира астрономии и физики? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram чтобы не пропустить ничего интересного!
Эволюция черных дыр
Итак, после рождения черной дыры в результате гибели массивной звезды, ее главным занятием становится поглощение любых объектов, оказавшихся поблизости. В некоторых случаях поглощенный материал (газ и звезды) окружает этих космических монстров, двигаясь все быстрее и скапливаясь вокруг. Так как трение между пылью генерирует тепло, аккреционный диск черной дыры начинает светиться, очерчивая ее тень или горизонт событий. Именно его в 2019 году удалось сфотографировать ученым, о чем подробно рассказал мой коллега Николай Хижняк в своем материале.
Но помимо того, что горизонт событий окружает черную дыру, он также является ключом к ее гибели. Все потому, что любой поглощенный черной дырой материал пропадает навсегда, по крайней мере, это следует из нашего понимания гравитации. Однако эта так называемая точка невозврата не учитывает квантовую механику – да, да, физики по-прежнему трудятся над созданием единой теории квантовой гравитации и, кстати, недавно добились довольно интересных результатов.
Стивен Хокинг – английский физик-теоретик, космолог и астрофизик. Хокинг первым изложил космологическую теорию, в которой были объединены представления общей теории относительности и квантовой механики.
В 1974 году выдающийся британский физик-теоретик Стивен Хокинг доказал, что с точки зрения квантовой механики побег из черной дыры возможен, хотя и очень, очень медленно. То, как долго проживет отдельная черная дыра, зависит от ее массы. Чем больше становится черная дыра, тем дольше она испаряется. В этом смысле, как отмечают астрономы в интервью порталу astronomy.com, черные дыры могут обмануть смерть, становясь больше.
Исследователи сравнивают этот процесс с песочными часами, где песок наверху – это количество времени, оставшееся у черной дыры. Поглощая все больше звезд и газа, прожорливый космический монстр продолжает добавлять песчинки в «тикающие» песочные часы, даже когда отдельные частицы просачиваются наружу. Но по мере старения Вселенной материал вокруг черной дыры иссякнет, знаменуя ее неминуемую погибель.
В последнюю десятую долю секунды жизни черной дыры она озарит все вокруг ярчайшим фейерверком, подобно миллиону термоядерных бомб, взрывающихся в очень крошечной области космоса.
Кстати, самая мощная из когда-либо зарегистрированных сверхновых (ASSASN-15lh) сегодня считается в 22 триллиона раз более взрывоопасной, чем черная дыра в ее последние мгновения. А как вы думаете, каким будет конец Вселенной? Ответ будем ждать здесь, а также в комментариях к этой статье.
Источник
«Неимоверно мощный»: как астрономы наблюдали самый большой взрыв во Вселенной с момента её зарождения
Астрономы расположенного в Австралии Международного центра радиоастрономических исследований заявили об обнаружении в созвездии Змееносца самого мощного выброса энергии со времён Большого взрыва. Об этом сообщается в издании The Astrophysical Journal.
Ещё в 2016 году учёные обратили внимание на необычную полость в центре созвездия, отмеченную телескопом космической рентгеновской обсерватории «Чандра». Этот участок был столь огромным, что в то время никто из учёных не мог предположить, что он был образован взрывом: размер этой области соответствовал объёму 15 таких галактик, как Млечный Путь.
В дальнейшем к исследованию были подключены наземные обсерватории: низкочастотный (72—240 МГц) радиоприёмник Murchison Widefield Array (Австралия) и радиотелескоп Giant Metrewave (Индия), а также космический рентгеновский телескоп XMM-Newton Европейского космического агентства.
Совмещение данных, полученных в радио- и рентгеновском диапазонах, подтвердили, что на расстоянии 390 млн световых лет от Земли, в центре созвездия Змееносца, произошёл гигантский взрыв.
«Выбросы энергии в центрах галактик наблюдались и раньше, но этот получился неимоверно мощным. При этом процесс протекал очень медленно, словно взрыв в замедленной съёмке, затянувшейся на сотни миллионов лет», — сообщила профессор австралийского Университета Кёртина Мелани Джонстон-Холлитт.
Зафиксированный взрыв оказался в пять раз сильнее выброса энергии в галактическом скоплении MS0735.6+7421, ранее считавшемся самым мощным за всю историю космических наблюдений.
Профессор Джонстон-Холлитт сравнила открытие с обнаружением первых костей динозавра.
«Есть в этом деле некоторое сходство с археологией. С помощью низкочастотных радиотелескопов мы теперь должны чаще обнаруживать выбросы энергии, аналогичные этому», — сказала она.
По мнению учёных, взрыв был вызван сверхмассивной чёрной дырой, находящейся в центре галактики.
В беседе с RT заместитель директора Института космических исследований РАН профессор Александр Лутовинов рассказал, какие процессы могли вызвать выброс энергии подобной мощности.
«В центре активного ядра галактики находится сверхмассивная чёрная дыра. Она притягивает материю, которая активно разогревается до огромных температур, светится, оттуда выбрасываются струи плазмы — джеты, а также происходят мощные взрывы», — объяснил астрофизик.
Он добавил, что во Вселенной могли быть и другие похожие взрывы, следы которых пока не обнаружены учёными.
«Особенность этого взрыва в том, что у него необычайно высокая энергетика, гигантское энерговыделение. Он самый мощный из известных, из того, что измерено. Однако могли быть и другие. И скорее всего, они были», — предположил он.
Источник
Взрыв звезды в черной дыре сравнили с «Большим взрывом»
Москва, 16.06.2021, 17:59:14, редакция ПРОНЕДРА.РУ, автор Светлана Леварова.
В 2020 году ученые объявили о том, что в космическом пространстве произошел колоссальный взрыв, ставший крупнейшим с момента так называемого Большого взрыва. Он был впятеро мощнее всех, наблюдавшихся ранее.
Источником мощнейшего выброса энергии в космосе было активное ядро галактики в 390 миллионах световых лет от нашей планеты, в самом центре которой расположена сверхмассивная черная дыра. Сразу несколько наземных телескопов зафиксировали уникальное астрономическое событие — вспышку света, которую излучает звезда в момент поглощения ее сверхмассивной черной дырой. Результаты исследования опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Взрыв в черной дыре повлиял на плотность небесных тел в созвездии Змееносца. По словам одного из авторов уникального открытия Мелани Джонстон-Холлит, в рамки человеческого сознания этот взрыв уложить сложно.
«Лучшее, что можно предположить, это 20 млрд взрывов миллиардов мегатонн взрывчатки каждую тысячную долю секунды, и так на протяжении 240 миллионов лет и беспрерывно», — констатировала эксперт.
Взрыв звезды в черной дыре прокомментировали астрономы
Ученым давно было известно о том, что в созвездии Змееносца, объединяющем тысячи галактик наряду с темной материей и плазмой, происходят периодически некоторые странные явления. Рентген-телескопы в Европе и США ранее зафиксировали у данного созвездия изогнутый край, но объяснить его появление там специалисты пока не могут.
Ученые предполагают, что речь идет о стенке полости, образовавшейся в плазме вследствие колоссального выброса энергии из активного ядра галактики, являющейся одной из основных.
Чем известны черные дыры? Прежде всего тем, что им свойственно «пожирать» любые материи и даже звезды, вплотную приближающиеся к ним.
«По мере приближения к горизонту событий вещество ускоряется, и трение нарастает. В итоге происходит формирование так называемого аккреционного диска», — пояснили иностранные ученые.
В черной дыре оказывается в результате не все вещество, поскольку происходит выброс огромной его части обратно – в космическое пространство. В активном ядре галактики веществу свойственно раскаляться при вращении, и извергаются зачастую большие объемы как энергии, так и материи, в том числе, это и потоки радиоволн, которые разбивают на своем пути все.
Новые данные низкочастотных наблюдений
У ученых были изначально сомнения в том, что источником взрыва звезды в черной дыре стало активное ядро галактики – чересчур большая балы пробоина. Это означало, что сила выброса энергии была поистине чудовищной.
Между тем, судя по новым данным низкочастотных наблюдений, которые удалось получить с помощью телескопов австралийской обсерватории MWA и индийского радиотелескопа GMRT, теория получила подтверждение.
Объект заметили исследователи обсерватории «Чандра». Они обнаружили пузырь в раскаленной плазме в самом центре созвездия и сделали предположение о том, что это не мог быть один из таких выбросов энергии, поскольку масштабы его невообразимы.
«И такая возможность была отвергнута», — резюмировала профессор.
По словам Джонстон-Холлит, впоследствии ученые решили продолжить наблюдения с использованием низкочастотных радиотелескопов. Выяснилось, что пробоину заполняют плазменные волны. Объем энергии, потребовавшийся на формирование подобной пробоины в пределах созвездия Змееносца, превзошел прежний рекорд, принадлежащий созвездию MS 0735+74.
Источник