В центре большинства галактик находятся сверхмассивные черные дыры, объясняют ученые. Янски (VLA), сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути раскручивается настолько быстро, что искажает окружающее её пространство-время.
Первый взгляд на чёрную дыру в центре Млечного пути
Для сравнения: чёрная дыра в центре галактики Messier 87 (M 87), фото которой появилось три года назад, имеет массу около 6,5 млрд масс Солнца и находится на расстоянии около 54 млн световых лет. Международная исследовательская группа — коллаборация «Телескоп Горизонта Событий» (EHT) — при помощи глобальной сети радиотелескопов впервые получила изображение сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре нашей Галактики — Млечного Пути. Стрелец А* — сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути — не отличается особенной активностью в сравнении с аналогичными объектами в центрах многих других галактик. 12 мая на проведенных одновременно по всему миру пресс-конференциях ученые показали первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
На новом изображении черной дыры Стрелец А* видны сгустки энергии
| Черная дыра в центре нашей Галактики начала пожирать звезды | Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля. |
| По Млечному Пути могут «блуждать» сверхмассивные черные дыры | Сеть обсерваторий из проекта «Телескоп горизонта событий» (EHT) опубликовала первое изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. |
Астрономы впервые показали фото чёрной дыры в центре Млечного Пути
Это ренгеновский снимок центра галактики объединяет все наблюдения орбитальной обсерватории Swift с 2006 по 2013 год. Рентгеновские лучи низкой энергии от 300 до 1500 электронвольт показаны красным цветом. Зеленым - среднеэнергетические 1 500 - 3 000 эВ. Синие - высокоэнергетические от 3 000 до 10 000 эВ.
Выброшенная материя распространилась на расстояние до 30 тыс. Зарегистрированный гамма-всплеск оказался настолько ярким, что, по мнению учёных, его источник — чёрная дыра — должна быть в миллиарды раз массивнее Солнца. Comerford University of Colorado-Boulder «Мы знаем множество примеров, когда чёрные дыры по одному разу выбрасывали газ. Однако теперь мы обнаружили галактику со сверхмассивной чёрной дырой, дважды «выплюнувшей» потоки газа за относительно короткий срок», — рассказала автор исследования Джули Комерфорт. Расположенные в центрах галактик чёрные дыры «питаются» окружающей их материей. Вместе с тем большинство сверхмассивных чёрных дыр являются «спящими». Они «пробуждаются», когда недалеко от них проходит звезда.
Обнаружение компактных инфракрасных источников[ править править код ] Дальнейшее увеличение разрешающей способности телескопов позволило выделить в газовом облаке, окружающем центр Галактики, несколько компактных инфракрасных источников. В 1975 году Е. Нейгебауэр составили инфракрасную карту центра Галактики для длин волн 2,2 и 10 мкм с разрешением 2,5", на которой выделили 20 обособленных источников, получивших название IRS1—IRS20 [26]. Четыре из них 1, 2, 3, 5 позиционно совпали с известными по радионаблюдениям компонентами радиоисточника Sgr A. Природа выделенных источников долгое время обсуждалась. Один из них IRS 7 идентифицирован как молодая звезда-сверхгигант, несколько других — как молодые гиганты. IRS 16 оказался очень плотным 106 масс Солнца на кубический парсек скоплением звёзд-гигантов и карликов. Остальные источники предположительно являлись компактными облаками H II и планетарными туманностями, в некоторых из которых присутствовали звёздные компоненты [27]. Последующее десятилетие характеризовалось постепенным ростом разрешающей способности оптических приборов и выявлением всё более подробной структуры инфракрасных источников. К 1985 году стало ясно, что наиболее вероятным местом нахождения центральной чёрной дыры является источник, обозначенный как IRS 16.
Были обнаружены также два мощных потока ионизированного газа, один из которых вращался по круговой орбите на расстоянии 1,7 пк от центра Галактики, а второй — по параболической на расстоянии 0,5 пк. Камера диапазона 1—2,5 мкм обеспечивала разрешение 50 угловых мкс [ источник не указан 2053 дня ] на 1 пиксель матрицы. Кроме того, был установлен 3D-спектрометр на 2,2-метровом телескопе той же обсерватории. С появлением инфракрасных детекторов высокого разрешения стало возможным наблюдать в центральных областях галактики отдельные звёзды. Изучение их спектральных характеристик показало, что большинство из них относятся к молодым звёздам возрастом несколько миллионов лет. Вопреки ранее принятым взглядам, было установлено, что в окрестностях сверхмассивной чёрной дыры активно идёт процесс звездообразования.
От трения частиц друг о друга вещество в диске разогревается до огромных температур и начинает излучать, сильно нагревая газ в областях, прилегающих к такому активному центру галактики. От этого излучения межзвездный газ начинает разлетаться. Благодаря масштабным обзорам галактик астрономы начали находить в них признаки движения газа. Проблема в том, что наблюдали в основном ионизированный, то есть нагретый, газ. Расчеты показали, что такое «выдувание» вряд ли способно перебить звездообразование. Только в случае крайне активных ядер галактик ученые видели связь с торможением рождения новых звезд. Тем временем в молодой Вселенной существует множество галактик с затухшим звездообразованием. В новой работе, опубликованной в журнале Nature, астрономы описали галактику, в которой обычное активное галактическое ядро выдувает достаточно холодного и горячего газа для торможения формирования звезд. Тем самым они впервые напрямую подтвердили гипотезы и теоретические расчеты. Наблюдения не только за ионизированным, но и за холодным межзвездным газом стали возможны благодаря космическому телескопу «Джеймс Уэбб».
В центре галактики Месье 77 астрономы нашли черную дыру
Стрелец A*(Sgr A*), сверхмассивная черная дыра в центре Млечного Пути, не совсем активна. Черная дыра находилась в центре галактики CEERS 1019, существовавшей примерно через 570 миллионов лет после Большого взрыва. Черная дыра в центре нашей галактики быстро вращается и увлекает за собой пространство-время, говорят ученые. Лишь небольшая часть материала, окружающая чёрную дыру в центре Млечного пути попадает в неё. Снимок тени сверхмассивной черной дыры Стрелец А*, скрывающейся в центре Млечного Пути.
В центре нашей галактики — черная дыра. Сейчас там нашли загадочную активность
В 2019 году астрономы заметили колеблющиеся струи, которые вырывались из черной дыры, расположенной гораздо ближе к нам, примерно в 8000 световых годах от Земли. Периодичность времени их колебания составляла всего несколько минут — это самые частые колебания такого рода, которые когда-либо наблюдались астрономами. Для сравнения: последние данные показывают, что колебания струй черной дыры M87 наблюдаются гораздо реже. Однако они по-прежнему согласуются с теоретическими предсказаниями, сделанными Эйнштейном в его общей теории относительности. Согласно ОТО, вращающаяся черная дыра настолько массивна, что она притягивает окружающую ткань пространства и времени внутрь. Этот же эффект отмечается и в новом исследовании ученых, поскольку ось вращения черной дыры не выровнена относительно оси вращения окружающего аккреционного диска, из которого черная дыра всасывает звездный материал. Именно это приводит к колебаниям струи черной дыры.
А что, если таких антенн несколько, и между ними — радиус земного шара?
Именно таков проект под названием Телескоп горизонта событий, который и сделал эту «фотографию». До центра Галактики — 26 тысяч световых лет. Не так уж и много но практически все звезды, которые вы видите на ночном небе без телескопа, намного ближе. Участок, попавший на фото — крошечный, намного меньше орбиты Земли примерно с орбиту Меркурия. Черная дыра сама по себе очень мала, считанные километры. При этом его масса — 4,2 миллиона масс Солнца. Вот так плотно сконцентрировано там вещество.
Никто пока не понимает, почему в центре галактик располагаются черные дыры. Возможно, вещество просто стремится к центру, и, когда его скапливается много, коллапсирует. Но мы хотя бы знаем теперь, что черные дыры точно существуют.
Для создания панорамного снимка цвета в нем довольно условны потребовалось три года наблюдений и обработка порядка 70 терабайт данных. На этой картинке в правом верхнем квадранте представлена одна из крупнейших радионитей, названная, надо сказать, довольно неоригинально - «Змея» Происхождение радионитей на данный момент остаётся загадкой для астрофизиков, несмотря на то, что первые нити были открыты ещё 30 лет назад. Как говорится, "есть еще многое, друг Горацио...
Вы хотели бы отличать рекомендации настоящих психологов от лозунгов мошенников?
Изображение сформировано световыми лучами, искривлёнными мощной гравитацией чёрной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца. Так как эта чёрная дыра находится от Земли на расстоянии около 27 000 световых лет, её видимые размеры на небе примерно соответствуют размерам пончика на Луне. Чтобы получить её изображение, группа создала сверхмощную антенную решётку EHT: восемь крупнейших радиообсерваторий всей планеты, объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с земной шар. Ученые потратили пять лет, чтобы откалибровать и перепроверить гигантский объем информации и, в итоге, преобразовать его в изображение черной дыры. По словам участников проекта, получить фотографию черной дыры в Млечном Пути было намного сложнее, чем в галактике Messier 87, поскольку газ, вращающийся вокруг нее, совершает полный оборот всего за пару минут, из-за чего яркость и морфология источника меняются очень быстро.
Астрономы заявили о пробуждении черной дыры в центре Млечного Пути
Такие объекты называют сверхмассивными чёрными дырами. Сейчас считается, что подобные образования расположены в центрах большинства галактик. Как правило, в галактике находится одна сверхмассивная черная дыра, которая сосредоточена в центре. Например, чёрная дыра в центре галактики M87, масса которой эквивалентна 6,5 миллиардам солнц, вращается со скоростью от 0.89 до 0.91 скорости света, в то время как Стрелец А* с массой около 4,5 миллионов солнц вращается со скоростью от 0.84 до 0.96 скорости света.
Астрономы показали первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики
Однако в крупных галактиках их может быть намного больше, и они «блуждают» по звездной системе, оставаясь далеко от центра, предполагает международная команда ученых. Результаты нового исследования опубликованы в журнале Astrophysical Journal Letters. Астрономы из Йельского университета, Вашингтонского университета, Парижского института астрофизики и Университетского колледжа Лондона прогнозируют, что в галактиках с массой, подобной массе Млечного Пути, должно располагаться несколько сверхмассивных черных дыр. Чтобы с лучшей точностью предсказать динамику самых загадочных объектов в космосе, команда использовала новую, современную программу космологического моделирования, Romulus.
Из-за этого учёным пришлось сделать тысячи фотографий, а итоговое изображение, которое мы видим сегодня, усреднено. Оно важно ещё и тем, что ранее были различные теории, согласно которым в центре нашей галактики нет сверхмассивной чёрной дыры. Но теперь мы можем уверенно говорить, что она есть. На момент получения данных в 2017 году система EHT состояла из восьми телескопов. Теперь их насчитывается 11, и астрономы уже использовали пополнение для получения новых данных, поэтому не исключено, что позже мы сможем увидеть более чёткое изображение нашей чёрной дыры.
Выводы ученых были изложены в серии статей, опубликованных в среду, 27 июня, в журнале Astrophysical Journal Letters. По словам ученых, результаты нового исследования помогут ответить на вопросы о том, как растут черные дыры и как часто происходит слияние их галактик-хозяев. По словам Барьяхтар, если ученые будут лучше понимать историю слияния сверхмассивных черных дыр, это поможет выяснить, как они вообще возникают. Важным аспектом этих открытий стало обнаружение неуловимых гравитационных волн и понимание того, как они возникают. Любой движущийся объект, имеющий массу, создает эти волны — невидимое искажение ткани пространства и времени, теорию о существовании которого впервые выдвинул Альберт Эйнштейн в 1916 году и которое было обнаружено спустя почти 100 лет.
Представьте себе ткань пространства и времени в виде туго натянутого батута, по которому катятся тяжелые шары для боулинга. В 2015 году ученые использовали наземную гравитационно-волновую обсерваторию лазерного интерферометра LIGO , чтобы определить, как короткие высокочастотные гравитационные волны от одного из слияний менее массивных черных дыр качнули Землю менее чем на ширину одной субатомной частицы.
Исследование астрофизиков помогло доказать, что свечение потока вызвано активностью черной дыры. Вероятно в центре всех галактик находится одна или несколько сверхмассивных черных дыр, которые поглощают материю и производят мощные выбросы энергии. Результаты исследования могут опровергнуть это утверждение, поскольку 3,5 млн лет, которые прошли с момента взрыва, по космическим меркам — не так уж и много.
Первая фотография Стрельца А*, сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути
A2261-BCG расположена на расстоянии около 2,7 миллиарда световых лет от Земли. Это самое большое из известных науке галактических ядер. По оценкам ученых, в ядре скопления галактик должна находится черная дыра в 3-100 миллиардов раз больше массы Солнца. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра Млечного Пути достигает "всего" четырех миллионов солнечных масс.
Это нарастание активности обнаруживается и в ближнем инфракрасном диапазоне.
Авторы провели предварительный анализ и данных за 2019 год. По их словам, наблюдения телескопа Swift зарегистрировали целых четыре ярких вспышки — небывалое количество за такой период.
Теперь в коллекции космических снимков человечества находятся два «портрета» черных дыр из двух разных галактик. Любите науку и хотите быть в курсе последних научных открытий? Подписывайтесь на наш канал в Яндекс. Дзен — там регулярно выходят статьи, которых нет на сайте!
Снимок сердца Млечного Пути С первого взгляда новое изображение раскрывает важную информацию о центре нашей Галактики. Благодаря полученным данным ученые подтвердили факт вращения черной дыры и окружающей ее материи. Отметим, что увидеть саму черную дыру на снимке невозможно, так как она абсолютно черная. На ее существование указывает светящийся вокруг дыры газ: темная центральная область окружена яркой структурой, напоминающей кольцо. Телескоп горизонта событий англ. Напомним, что на сбор и проверку информации о черной дыре М87 понадобилось целых два года, а объем полученных данных огромен.
Дело в том, что вращение создаёт центробежную силу, то есть заставляет всё разлетаться в разные стороны и таким образом противодействует гравитации. И если, скажем, наша Земля станет вращаться вокруг собственной оси слишком быстро, она просто перестанет существовать как планета: всё её вещество разлетится. Правда, с чёрной дырой так не может произойти: в ней нет вещества. Внутри такая давка, что частицы не могут существовать в своём материальном воплощении. И тем не менее известные на сей момент законы физики не позволяют ей вращаться сколько угодно быстро.
Во всяком случае, ещё ни разу учёные не наблюдали, чтобы она крутилась быстрее скорости света, то есть 300 тысяч километров в секунду. При этом для каждой чёрной дыры — в зависимости в основном от её массы — можно рассчитать её максимально возможную интенсивность вращения в диапазоне от 0 до 1, где 0 означает полное отсутствие вращения, а 1 — максимум. Выходит, сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути вращается практически на пределе своих возможностей.
В центре галактики Месье 77 астрономы нашли черную дыру
Учёные встревожены поведением чёрной дыры в центре Млечного Пути. Джет черной дыры в центре галактики М87 на снимке космического рентгеновского телескопа «Чандра». При этом мониторинг черной дыры в центре Млечного Пути оказался куда более трудоемким, хотя она и расположена примерно в две тысячи раз ближе к Земле, чем дыра в галактике М87. Недавно интерес ученых вызвал объект, находящийся вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути, поскольку за относительно короткое время он совершил впечатляющую эволюцию, неумолимо приближаясь к черной дыре. Дело в том, что когда черная дыра поглощает много вещества, вокруг нее образуется аккреционный диск, в котором материя крутится с огромной скоростью. Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория (SARAO) опубликовала новый и самый подробный снимок центра нашей галактики в радиодиапазоне и расположенной в нем сверхмассивной черной дыры.