Ученые Австралийского национального университета (ANU) обнаружили самую быстрорастущую черную дыру за всё время наблюдений.
«Черная дыра» ожила
Часто эти черные дыры являются изолированными невзаимодействующими и не поглощают вещество от близлежащих объектов, что делает их обнаружение трудным. Астрономы находят их методом гравитационного микролинзирования, когда гравитационное поле невидимого массивного объекта искривляет траектории лучей света, проходящих вблизи. Черные дыры в составе двойных систем становятся хорошо заметны, когда начинают кормиться звездой-соседом и испускать рентгеновское излучение.
В этом диапазоне аккреционный диск вокруг черной дыры выглядит гораздо более крупным, а релятивистская струя материи выходит из черной дыры явно. Стоит отметить, что существование релятивистской струи материи было известно и ранее. Она отлично видна на других снимках телескопов. Однако только теперь ученым удалось получить изображение ее выхода из черной дыры. Этот научный прорыв открывает новые возможности для изучения черных дыр и их свойств.
Светимость таких столкновений с Землей за всё время ее жизни на несколько порядков превышает светимость LHC, поэтому рождение такой черной дыры в космических лучах даже более вероятно, чем на LHC. Поскольку Земля да и другие небесные тела дожили до наших дней и никакой катастрофы не случилось, значит, она не случится и в результате экспериментов на LHC. В принципе, можно выдвинуть возражение к этой аргументации. Черные дыры, родившиеся в столкновении космических лучей с неподвижной частицей, будут лететь вперед с околосветовой скоростью. Даже пронзив Землю насквозь, они не успеют затормозиться и улетят в космическое пространство, не причинив Земле никакого заметного вреда. На LHC, в отличие от космических лучей, сталкиваются встречных пучки, и поэтому в принципе возможна хотя очень маловероятна ситуация, при которой рождается очень медленная черная дыра, со скоростью меньше первой космической скорости на Земле. Именно такая черная дыра сможет упасть внутри Земли и начнет ее поглощать.
Это возражение устраняется таким аргументом. Существуют компактные объекты, в которых плотность вещества на несколько порядков превосходит среднюю плотность Земли. Черные дыры, возникающие при бомбардировке космическими лучами поверхности этих компактных объектов, быстро в них застревают и начинают их разрушать. Скорость разрушения может быть как большой, так и маленькой, в зависимости от конкретной теории гравитации.
Таким образом создаётся виртуальный радиотелескоп размером с Землю: обсерватории на разных континентах работают как части одной антенны-«тарелки», собирающей космическое радиоизлучение.
Снимку посвящён специальный выпуск The Astrophysical Journal Letters от мая 2022 года, в котором опубликовано шесть статей коллаборации EHT о разных аспектах наблюдений и обработки данных. Радиотелескопы, составляющие Телескоп горизонта событий EHT — коллаж изображений всех обсерваторий проекта на одном снимке. Две галактики относятся к разным типам. Млечный Путь — спиральная галактика с несколькими рукавами, а M87 — это гигантская эллиптическая галактика, одна из самых крупных в Местном сверхскоплении. Тем не менее вид аккреционных дисков двух чёрных дыр описывается выражениями, предсказанными в рамках Общей теории относительности.
Люмине и его «компьютерная чёрная дыра», 1978. Задолго до того, как у астрофизиков появились инструментальные возможности для фотографирования таких чёрных дыр, их изображения пытались получить при помощи компьютерного моделирования. Один из таких рисунков на фото справа — первый результат компьютерной симуляции аккреционного диска, который создал в 1978 году французский астроном Жан-Пьер Люмине. Визуализацию он создавал, уже имея в виду объект в центре галактики M87, который сфотографируют только через сорок лет.
Открыта вторая по близости к Земле чёрная дыра, и она оказалась рекордно большой
Данные наблюдений черных дыр средней массы, казалось бы, подтверждают эту гипотезу. Цифровой прорыв: как искусственный интеллект меняет медийную рекламу Но когда астрономы заглянули дальше во Вселенную, они стали все чаще замечать несостыковки. В 2017 году в далеком уголке космоса была обнаружена черная дыра с массой, в 800 раз превышающей массу Солнца. Это значит, что она выросла до таких размеров очень быстро, всего за пару сотен миллионов лет после Большого взрыва. И это не единственный пример. По одной из гипотез, некоторые черные могли сформироваться как-то иначе, с самого начала получив значительную массу. Например, если массивное облако газа коллапсирует, из него может получиться черная дыра с массой от 10 000 до 100 000 масс Солнца, пишет New Atlas.
К настоящему времени известны лишь две сверхмассивные черные дыры с большим размером. Полученная учеными картинка воображение не поражает — оранжевый бублик, словно снятый на некачественную камеру телефона. Масса газа, падающего в черную дыру, достигает примерно одной массы Солнца каждые десять лет. Возможность увидеть это при помощи гигантского виртуального интерферометра стала одним из наиболее интересных достижений в астрофизике в течение последних десятилетий. Естественно, что сразу после первого опыта ученые решили сосредоточиться на наиболее важной для Земли черной дыре, которая находится в центре нашей галактики Млечный Путь.
Тогда ученые смогли расшифровать огромный объем данных. Каждый телескоп собрал по 500 терабайтов информации, на обработку которой ушло два года. Руководитель проекта Шеп Доулман заявил, что полученное изображение черной дыры подтверждает существование горизонта событий — то есть правильность общей теории относительности Эйнштейна. Самым известным в массовой культуре изображением черной дыры стал Гаргантюа в фильме «Интерстеллар». И пользователи неоднократно заметили, что снимок и кадр из фильма частично сходятся. Но для кого-то первое изображение черной дыры — величайшее открытие, а для кого-то… Вообще, любители науки с интересом восприняли сообщение о первой фотографии черной дыры, хотя и успели друг с другом поспорить о том, что объект на самом деле нельзя сфотографировать. Потом начались диванные баталии о том, что ученые получили фотографии аккреционного диска, а затемнение в центре и есть горизонт событий, откуда не исходит и не отражается свет. Но некоторых пользователей все равно не удалось убедить, что открытие важно. Зажгите свечку Сотрудник отдела релятивистской астрофизики Астрономического института имени Штернберга Константин Постнов объяснил «360», почему черная дыра, которая не позволяет свету выйти, все равно светится. Она не светится. Светится вещество вокруг нее. Свечка у вас есть, зажгите. Почему горит? Потому что там идет химическая реакция и частички, которые там вылетают, они горячие. Чем горячее, тем белее свет. То же самое и там. Когда газ падает вокруг черной дыры, он из-за трения нагревается до высоких температур и светится, как любое раскаленное тело Константин Постнов.
По мнению ученых, такое отношение высокой массы черной дыры к звездной массе родительской галактики согласуется с теорией, что сверхмассивные черные дыры появляются из массивных зародышей — очень плотных объектов, которые возникают при гравитационном коллапсе огромного облака газа. Сама галактика UHZ1 находится за скоплением Abell 2744, которое удалено на 3,5 млрд световых лет от Земли. Инфракрасный космический телескоп "Джеймс Уэбб" смог увидеть свечение галактики благодаря эффекту гравитационного линзирования, увеличившего свет в несколько раз.
Крупнейшая черная дыра во Вселенной бесследно исчезла
Для сравнения, предыдущий рекорд принадлежал черной дыре Cyg X-1 в созвездии Лебедя, которая оказалась в 20 раз массивнее нашей звезды. Грубо говоря, чёрная дыра — это "дырка от бублика", а сам "бублик", или "аккреционный диск" — насильно притянутая к ней материя. Поток газа был выброшен черной дырой несколько миллионов лет назад — он врезался в уже существовавшее газовое облако и «расплескал себя по нему», говорят ученые. Астрономы впервые наблюдают черную дыру, извергающую остатки материи спустя годы после поглощения звезды В прошлом астрофизики часто регистрировали случаи, когда черные. Черная дыра в центре M87 огромна и в 6,5 миллиона раз превышает массу Солнца.
Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно
Основываясь и на астрометрических, и на спектроскопических данных, ученые рассчитали массу объекта, которая составила 11,9 массы Солнца. Эффективная температура видимой звезды составила около 5972 кельвинов, содержание тяжелых элементов ненамного ниже солнечных значений, масса сравнима с массой Солнца, а возраст достигает 7,1 плюс-минус 3,8 миллиарда лет. Вероятно, раньше эта звезда находилась в составе тройной системы и вращалась вокруг двух массивных звезд, которые позже образовали черные дыры, либо слились в одну гигантскую черную дыру.
Две галактики относятся к разным типам. Млечный Путь — спиральная галактика с несколькими рукавами, а M87 — это гигантская эллиптическая галактика, одна из самых крупных в Местном сверхскоплении. Тем не менее вид аккреционных дисков двух чёрных дыр описывается выражениями, предсказанными в рамках Общей теории относительности. Люмине и его «компьютерная чёрная дыра», 1978. Задолго до того, как у астрофизиков появились инструментальные возможности для фотографирования таких чёрных дыр, их изображения пытались получить при помощи компьютерного моделирования. Один из таких рисунков на фото справа — первый результат компьютерной симуляции аккреционного диска, который создал в 1978 году французский астроном Жан-Пьер Люмине. Визуализацию он создавал, уже имея в виду объект в центре галактики M87, который сфотографируют только через сорок лет.
Кроме доступных на тот момент вычислительных мощностей, за неимением компьютерной рисовалки, ему пришлось использовать самодельную «аналоговую» технику, нанося на бумагу тушью точки с плотностью, соответствующей компьютерному расчёту. Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году.
Горизонтом событий называют «границу» черной дыры — ту область, куда что-то может попасть, но откуда ничто не может вырваться. Однако заметим, что сингулярности не наблюдаются непосредственно и при нынешнем уровне развития физики остаются лишь теоретическим...
Сделать это можно в лаборатории с целью проверки гипотезы о возникновении темной материи. Об этом рассказал физик Эдуард Боос. По его словам, ученые намерены провести этот эксперимент на Большом адронном коллайдере БАК. Микроскопические черные дыры, отметил эксперт, абсолютно безопасны, как и сами эксперименты.
Астрономы обнаружили самую древнюю черную дыру
Этот монстр на порядки мощнее, чем сверхмассивная чёрная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь. «Вместо того чтобы подавлять звездообразование, черная дыра провоцирует рождение новых звезд», — сказал он. Модель черной дыры со светящимся кольцом вращающихся поглащаемых частиц вокруг и бьющими вверх и вниз потоками плазмы. Сегодня физическая интерпретация другая: именно черные дыры и могут интенсивно излучать в гамма-диапазоне и давать послесвечение. Грубо говоря, чёрная дыра — это "дырка от бублика", а сам "бублик", или "аккреционный диск" — насильно притянутая к ней материя. От активной сверхмассивной черной дыры ожидается колоссальный выброс излучения, поскольку она нагревает материал вокруг себя до невероятных температур.
Стала известна судьба нижегородской «Черной дыры»
Условие номер один: черная дыра должна быть изолированной, то есть вокруг нее не должно быть аккреционного диска, температура которого настолько высока. Ученые Австралийского национального университета (ANU) обнаружили самую быстрорастущую черную дыру за всё время наблюдений. Ученые считают, что вокруг сверхмассивной черной дыры вращается сгусток газа со скоростью, равной 30% от скорости света. Ликвидация свалки «Черная дыра» в Дзержинске завершена более чем наполовину. NASA удалось увидеть, как черная дыра разорвала звезду размером с Солнце Американским ученым удалось увидеть поглощение звезды черной дырой.