В гравитационную сеть древней черной дыры попали шесть галактик
Считается, что черные дыры, возникшие в начале истории Вселенной, образовались в результате коллапса первых звезд, но астрономы ломают голову над тем, как они расширились до своих гигантских размеров. Недавно обнаруженная черная дыра, которая возникла в то время, когда Вселенной не было даже миллиарда лет, имеет массу в миллиард солнечных. Она была найдена с помощью Европейской южной обсерватории (ESO).
Скопление из шести галактик, которое захватило притяжение гигантской сверхмассивной черной дыры в его центральной части было обнаружено в созвездии Льва. Исследователи считают, что структура сети могла образоваться с помощью темной материи, которая, как считается, привлекала огромное количество газа в ранней Вселенной.
Согласно заявлению ESO, вся сеть в 300 раз превышает размер Млечного Пути. Однако галактики в этой структуре — одни из самых тусклых, которые могут обнаружить современные телескопы. Открытие удалось сделать с помощью двух новых спектрографов, которые недавно подключили к Очень Большому Телескопу в чилийской пустыне Атакама.
«Мы считаем, что только что увидели лишь верхушку айсберга, и что несколько галактик, обнаруженных вокруг этой сверхмассивной черной дыры — это самые яркие объекты в структуре», — говорит соавтор исследования Барбара Балмаверде.
Ранее ученые считали, что сверхмассивные черные дыры формируются в результате многократных слияний черных дыр звездной массы. Однако, за последние годы космические обсерватории обнаружили десятки гигантских черных дыр в первых галактиках Вселенной, которые набрали массу в несколько миллиардов раз больше Солнца за очень короткое время — меньше миллиарда лет.
Расчеты исследователей показали, что плотность видимой материи в этом скоплении галактик была в среднем в полтора–два раза выше, чем в окружающих ее регионах ранней Вселенной. Это говорит в пользу того, что там находятся большие скопления темной материи. Их совокупная масса должна быть больше солнечной в несколько триллионов раз.
Ученые заявили, что их открытие ставит под сомнение существующие теории образования сверхмассивных черных дыр, предполагающих, что они образовывались в результате многократного слияния этих тел среднего размера.
Узнайте, как астрономы спрогнозировали вспышку от взаимодействия двух черных дыр с точностью до четырех часов.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Как черная дыра пожирает солнцеподобную звезду: видео
Хотя обнаружить гибель звезды в недрах черной дыры удается нечасто, астрономы фиксировали уже достаточное количество подобных событий, чтобы приблизиться к пониманию того, каким образом это происходит. Когда звезда приближается к горизонту событий слишком близко, огромная приливная сила черной дыры — продукт ее гравитационного поля — сначала растягивается, а затем утягивает звезду с такой силой, что она разрывается на части.
Это явление носит название событие приливного разрушения (TDE). Оно вызывает яркую вспышку света, прежде чем обломки распавшейся звезды исчезнут за горизонтом событий черной дыры. Однако эта вспышка света частично скрывается за облаком пыли, что затрудняет изучение мелких деталей.
Новое TDE, впервые обнаруженное в сентябре прошлого года и получившее название AT2019qiz, теперь помогает команде астрономов под руководством Мэтта Николла из Университета Бирмингема пролить свет на происхождение этой пыли.
События приливного разрушения — это одно из таких явлений, которые трудно предсказать — астрономам остается лишь наблюдать за небом и ждать контрольной вспышки. Именно так произошло и с AT2019qiz, когда ученые направили свои телескопы на небольшой участок неба в созвездии Эридана в сердце спиральной галактики на расстоянии 215 миллионов световых лет от Земли.
Когда звезда разрывается на части, некоторые из образовавшихся в результате обломков превращаются в тонкую длинную нить материала, которая попадает в черную дыру. Это явление называется спагеттификацией звезды.
Вспышка является результатом интенсивных гравитационных и фрикционных воздействий на этот аккрецирующий материал. Эти воздействия нагревают материал до таких высоких температур, что TDE может ненадолго затмить родительскую галактику. Затем свет угасает на протяжении нескольких месяцев.
Николл и его команда наблюдали и тщательно задокументировали затухание AT2019qiz в нескольких длинах волн света, включая ультрафиолетовый, радио, оптический и рентгеновский. Это была еще одна удача, поскольку TDE в основном светятся в оптическом и ультрафиолетовом диапазонах. Этот свет позволил команде рассчитать массы, задействованные в AT2019qiz.
Астрономы также определили, что затемняющая пыль была неотъемлемой частью самого TDE, а не отдельным событием.
«AT2019qiz — ближайшее к нам обнаруженное событие приливное разрушения, что позволяет подробно наблюдать его в электромагнитном спектре. Это первый случай, в котором мы видим прямые доказательства истечения газа во время процесса разрушения и аккреции, что объясняет как оптическое, так и радиоизлучение, которое мы видели в прошлом.
До сих пор природа этих выбросов активно обсуждалась, но здесь мы видим, что два режима связаны посредством единого процесса. Это событие учит нас детальным физическим процессам аккреции и выброса массы из сверхмассивных черных дыр», — заключает Эдо Бергер из из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Как работает черная дыра: видео
Первое в истории прямое изображение горизонта событий черной дыры стало поистине впечатляющим научным прорывом. Но его было трудно сделать, и полученное изображение было относительно низкого разрешения.
Но технологии будут усовершенствованы, и будущие изображения черных дыр со временем улучшатся. А новая визуализация NASA показывает, что мы сможем когда-нибудь увидеть на изображениях с высокой разрешающей способностью активной аккрецирующей сверхмассивной черной дыры.
New NASA visualization of a black hole.
Interstellar was pretty accurate pic.twitter.com/gvTPm1Jhd6
На симуляции мы видим черный круг в центре. Это горизонт событий, точка, в которой электромагнитное излучение – свет, радиоволны, рентгеновские лучи – уже недостаточно быстры, чтобы достичь скорости выхода из гравитационного притяжения черной дыры.
Вокруг горизонта событий можно увидеть идеальное кольцо света – фотонное кольцо. Этот свет на самом деле исходит от части аккреционного диска за черной дырой; но гравитация настолько интенсивна, даже вне горизонта событий, что деформирует пространство-время и изгибает путь света вокруг черной дыры.
Также можно заметить, что одна сторона аккреционного диска ярче другой. Этот эффект называется релятивистским излучением, и он вызван вращением диска. Часть диска, которая движется к нам, ярче, потому что она движется со скоростью, близкой к скорости света. Движение вызывает изменение частоты на длине волны света. Это называется эффектом Доплера.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Авторы первого снимка черной дыры получили «научный Оскар» и 3 миллиона долларов
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Обнаружена ближайшая к Земле черная дыра. Она очень маленькая!
Астрономы из Университета штата Огайо обнаружили черную дыру, которая располагается на расстоянии 1500 световых лет от нашей планеты в созвездии Единорога. Она всего в три раза массивнее Солнца. Во Вселенной обнаружено очень мало черных дыр такой массы.
Ученые дали объекту имя Unicorn, что переводится с английского как «единорог» (при наименовании созвездия в англоязычной традиции используется латинский вариант слова единорог – Monoceros).
Ученые полагают, что Unicorn является компаньоном красного гиганта под названием V723 Mon. Это значит, что они связаны гравитацией. Сама звезда ранее была хорошо задокументирована различными системами телескопов, в том числе TESS – космическим телескопом, предназначенным для открытия экзопланет транзитным методом.
Астрономы обнаружили черную дыру из-за ее воздействия на звезду-компаньона. Свет V723 Mon менял интенсивность и внешний вид в разных точках орбиты. Этот эффект притяжения, называемый приливным искажением, дал астрономам сигнал о том, что что-то влияет на звезду. Одним из вариантов была черная дыра, но она должна быть небольшой – меньше, чем пять масс нашего Солнца. Лишь недавно астрономы рассмотрели возможность существования черных дыр такой массы.
Анализируя гравитационное искажение, скорость и период обращения звезды, астрономы смогли вычислить, что черная дыра имеет массу трех Солнц. Исследователи говорят, что в ближайшие несколько лет могут быть обнаружены и другие черные дыры в этом диапазоне масс, поскольку телескопы станут более мощными, а астрономы научатся лучше анализировать данные.
Авторы сообщили, что Unicorn – это ближайшая к нам черная дыра, однако есть и другой претендент на это звание. В мае 2020 года ученые из Европейской южной обсерватории (ESO) объявили об открытии в звездной системе HR 6819 черной дыры массой 3,3 солнечных массы. Эта система находится в 1120 световых годах от нас, однако последующие наблюдения поставили под сомнения наличие там черной дыры.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Что будет с Солнцем: Хаббл сфотографировал умирающую звезду
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник
Черная дыра методично засасывает звезду: видео
Чёрные дыры сильно нагревают притягиваемое вещество из-за трения в аккреционном диске. Такие процессы в виде рентгеновских вспышек от черных дыр регулярно наблюдаются с Земли. Но что происходит совсем нечасто, так это вспышки, извергаемые с регулярностью часового механизма.
О загадочном поведении одной из сверхмассивных дыр в центре галактики в 250 миллионах световых лет от нас сообщалось в 2019 году. Рентгеновская вспышка от нее нарастала каждые 9 часов.
Астроном Эндрю Кинг из колледжа Лестера в Великобритании обнаружил возможный спусковой механизм этого явления — безжизненную звезду, которая имела неосторожность столкнуться с черной дырой.
Каждый раз во время сближения звезда теряет определенное количество материала, который и фиксируют в виде рентгеновской вспышки два космических телескопа: XMM-Newton, созданный Европейским Космическим Агентством совместно с NASA и Chandra X-ray Observatory — рентгеновская обсерватория NASA.
Эта черная дыра служит ядром галактики, известной как GSN 069, и она довольно легкая, если сравнивать со сверхмассивными черными дырами — всего в 400 000 раз массивнее Солнца. Согласно модели Кинга, звезда сблизилась с черной дырой будучи красным гигантом, но быстро потеряла внешние слои. В результате этого ее эволюция ускорилась, и она превратилась в белый карлик — мертвое ядро, остающееся после того, как звезда исчерпала свое ядерное топливо.
Кинг также смог ограничить предел массы звезды, основываясь на величине рентгеновских вспышек и нашем понимании вспышек, которые возникают в результате массопереноса черной дыры, а также орбиты звезды. Он подсчитал, что белый карлик примерно на 21% массивнее Солнца.
Удалось предсказать и будущее звезды. По его словам, ее ждет неминуемая гибель, но вовсе не так скоро, как можно было ожидать. Окончательно звезда лишится всего своего материала, отдав его черной дыре в течение нескольких миллиардов лет.
«Это будет обременительная попытка сбежать, но выхода нет. Черная пропасть будет съедать ее все медленнее, но никоим образом не прекратит это делать», — заключает Кинг.
Узнайте, как другую сверхмассивную черную дыру не нашли там, где она точно должна была находиться.
8 нетуристических мест заповедной Сибири
Московский бит: путешествуем с Gett
Отдых в гармонии с природой: как развивается Красная Поляна
Источник