Подборка новостей на тему чёрные дыры - КОСМОГОН

Телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил богатый тяжёлыми элементами газ у чёрной дыры в центре Млечного Пути

Вихрь горячего газа, закручивающийся вокруг своей оси, светится инфракрасным светом

Газ, вращающийся вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики, содержит значительное количество тяжёлых химических элементов. К такому выводу пришли астрономы, изучившие инфракрасные наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб». Исследование не только помогает понять химический состав ближайшего к нам галактического центра, но и проливает свет на более широкий вопрос: как вещество, произведённое звёздами, попадает в окружение чёрных дыр и влияет на их рост.

Объект исследования — Стрелец A*, обозначаемый также как Sgr A*. Это сверхмассивная чёрная дыра в центре Млечного Пути. Она окружена звёздами, газом и пылью, которые движутся в сложной гравитационной среде. Часть вещества может попадать в область, откуда чёрная дыра способна его поглощать, однако сейчас Стрелец A* поглощает материал сравнительно медленно по сравнению со многими другими сверхмассивными чёрными дырами.

Читать далее

В Млечном Пути обнаружили первый микроблазар: чёрная дыра может разгонять частицы до колоссальных энергий

Астрофизический джет, испускаемый активной сверхмассивной черной дырой

Астрономы обнаружили в нашей Галактике необычную систему, в которой чёрная дыра звёздной массы выбрасывает мощные струи вещества, а одна из них направлена почти прямо на Землю. Такие объекты называют микроблазарами. Их существование предсказывали давно, однако найти убедительный пример удалось только сейчас.

Система IRAS 18293−0941 находится примерно в 11 700 световых годах от Земли, в направлении созвездия Щита. Она состоит из чёрной дыры и массивной звезды-компаньона. Вещество звезды попадает в гравитационное поле чёрной дыры, формирует вокруг неё горячий аккреционный диск и частично выбрасывается обратно в космос в виде узких высокоэнергетических струй — релятивистских джетов.

Читать далее

NASA готовит телескопы для космической обсерватории LISA, которая будет искать гравитационные волны от чёрных дыр

Работа миссии LISA (Laser Interferometer Space Antenna)

NASA перешло к следующему этапу разработки телескопа для будущей космической обсерватории LISA — международной миссии, предназначенной для регистрации гравитационных волн. Эти едва заметные возмущения пространства-времени возникают при движении массивных объектов и могут возникать, в частности, при сближении и слиянии чёрных дыр. Запуск LISA запланирован на середину 2030-х годов, а её возможности должны дополнить наблюдения наземных гравитационно-волновых детекторов.

В отличие от обычных астрономических телескопов, которые собирают свет далёких объектов, LISA будет измерять чрезвычайно малые изменения расстояний между тремя космическими аппаратами. Для этого спутники сформируют огромную треугольную конфигурацию и будут обмениваться лазерными сигналами. В каждом аппарате установят два телескопа, которые помогут передавать и принимать лазерный свет между соседними спутниками.

Читать далее

В Млечном Пути могут скрываться сотни миллионов чёрных дыр — астрономы приглашают добровольцев на поиски

Иллюстрация изолированной чёрной дыры, плавающей в Млечном пути

В Млечном Пути могут существовать сотни миллионов чёрных дыр звёздной массы, однако астрономам удалось обнаружить лишь небольшую часть предполагаемой популяции. Многие из этих объектов практически невидимы: они не испускают заметного излучения, поскольку рядом с ними нет вещества, которое могло бы активно падать на чёрную дыру и нагреваться. Такие объекты могут перемещаться по Галактике, не оставляя очевидных следов в обычных астрономических наблюдениях.

Найти часть этих скрытых объектов учёные надеются с помощью космического телескопа TESS, который изначально предназначен для поиска экзопланет. Его наблюдения содержат подробные записи изменений яркости сотен тысяч звёзд. В некоторых из этих записей могут скрываться признаки гравитационного воздействия невидимого компаньона — в том числе чёрной дыры.

Читать далее

Джеты чёрных дыр воздействуют на газ далеко за пределами галактик и могут менять их эволюцию

Иллюстрация художника, изображающая сверхмассивную черную дыру в центре радиогалактики

Сверхмассивная чёрная дыра может занимать сравнительно небольшую область в центре галактики, но её влияние способно распространяться на расстояния в сотни тысяч световых лет. Один из механизмов такого воздействия — мощные струи вещества, известные как релятивистские джеты. Они уносят энергию от центральной области галактики и взаимодействуют с газом, который окружает её далеко за пределами видимого звёздного диска.

Новое исследование показало, что следы этого взаимодействия можно обнаружить в излучении водорода. Учёные объединили наблюдения сотен галактик с активными радиоджетами и обнаружили, что сигнал ионизированного водорода особенно выражен в направлениях, совпадающих с осями этих струй. В других направлениях аналогичный сигнал значительно слабее, а при усреднении по всем углам статистически значимого избытка не обнаруживается.

Читать далее

Древние чёрные дыры могут оказаться пятимерными: новая модель связывает их с дополнительным измерением Вселенной

Небольшие первичные черные дыры

Чёрные дыры принято считать объектами, описываемыми четырьмя измерениями пространства-времени: тремя пространственными и одним временным. Но если Вселенная обладает дополнительным пространственным измерением, скрытым от обычных наблюдений, то самые маленькие чёрные дыры могли бы вести себя совершенно иначе.

Новое теоретическое исследование рассматривает такую возможность применительно к первичным чёрным дырам — гипотетическим объектам, которые могли образоваться не из коллапса звёзд, а непосредственно в ранней Вселенной. Расчёты показывают, что в предложенном сценарии многие такие чёрные дыры не должны оставаться обычными четырёхмерными объектами. При определённых условиях они переходят в состояние, которое описывается как пятимерная чёрная дыра.

Читать далее

Чёрная дыра в центре Млечного Пути может разгонять частицы до петаэлектронвольтных энергий

Черная дыра в центре нашей галактики окружена горячим диском из аккрецирующего вещества

В центре Млечного Пути находится сверхмассивная чёрная дыра Sagittarius A*, или Sgr A*. Несмотря на относительно слабую по космическим меркам активность, этот объект может быть способен на гораздо более мощное ускорение частиц, чем считалось при рассмотрении только процессов вокруг аккреционного диска.

Новое теоретическое исследование показывает, как вращение Sgr A* в сочетании с её магнитным полем может передавать энергию частицам и разгонять протоны до петаэлектронвольтных энергий. В предложенном сценарии ключевую роль играют нейтроны, которые образуются в горячем газе вокруг чёрной дыры, а затем попадают в область, где вращение чёрной дыры особенно сильно влияет на окружающее пространство.

Читать далее

Сверхмассивные чёрные дыры могут расти без столкновений галактик — к центру их подводят бары и спиральные рукава

Зависимость массы черной дыры от общей массы звезд для выборки дисковых галактик DESI

Сверхмассивные чёрные дыры принято рассматривать как часть единой истории развития галактик. Наблюдения показывают связь между массой центральной чёрной дыры и свойствами окружающей её галактики, в частности количеством звёзд и массой центрального балджа — плотного сфероидального компонента, окружающего ядро. Одно из возможных объяснений этой связи заключается в том, что рост галактик и их центральных чёрных дыр во многом связан с крупными слияниями.

Однако новое исследование большой выборки активных галактик показывает, что такая картина может быть неполной. Астрономы обнаружили сотни дисковых галактик, в которых практически отсутствует выраженный центральный балдж, но при этом находятся активно растущие чёрные дыры. Более того, связь между массой чёрной дыры и общей массой звёзд в таких галактиках практически не отличается от аналогичной зависимости для дисковых галактик с балджами.

Читать далее

Странствующие чёрные дыры могут хранить историю своих галактик

Иллюстрация блуждающих черных дыр

Чёрные дыры обычно представляют как объекты, находящиеся в центре галактик и тесно связанные с их эволюцией. Однако не все чёрные дыры обязаны оставаться в галактических ядрах. В результате столкновений и слияний галактик некоторые из них могут смещаться далеко от первоначального положения и на протяжении миллиардов лет оставаться в движении внутри своих галактических систем.

Новое исследование, основанное на космологическом моделировании, показывает, что такие странствующие чёрные дыры могут быть важны не только как необычный класс астрофизических объектов. Их положение и распространённость способны сохранять информацию о прошлом галактик и даже помогать исследовать происхождение первых массивных чёрных дыр во Вселенной.

Читать далее

В Млечном Пути впервые нашли микроблазар: чёрная дыра разгоняет частицы почти до скорости света

Иллюстрация микроквазара IRAS 18293−0941

Астрономы обнаружили в Млечном Пути необычную двойную систему IRAS 18293−0941, в которой чёрная дыра звёздной массы активно поглощает вещество массивной звезды-компаньона и выбрасывает часть энергии в виде направленной струи плазмы. Система находится примерно в 12 тысячах световых лет от Земли и стала первым обнаруженным в нашей Галактике микроблазаром — компактным аналогом мощных блазаров, связанных со сверхмассивными чёрными дырами в ядрах далёких галактик.

Особенность объекта заключается не только в наличии чёрной дыры и струи вещества. Вокруг системы обнаружена огромная по сравнению с самой двойной системой область взаимодействия струи с межзвёздной средой. Радионаблюдения показали пузырь диаметром около 100 световых лет и яркую область на его краю, где выброшенное чёрной дырой вещество сталкивается с окружающим газом и пылью. Именно там обнаружено ускорение частиц и зарегистрировано высокоэнергетическое гамма-излучение.

Читать далее