Международная команда ученых во главе с Кристианом Вольфом из Австралийского национального университета обнаружила самую яркую и рекордно быстро растущую сверхмассивную черную дыру. Хотя у черных дыр имеются способы стать больше уже после образования, они не могут объяснить такое количество этих слишком массивных черных дыр звездного класса.
Исследование черных дыр в космосе
Когда земляне полетят к соседним светилам и сколько времени займет путешествие Ранее, 17 января, космический телескоп «Джеймс Уэбб» обнаружил самую древнюю черную дыру. Отмечалось, что она возникла более 13 млрд лет назад. До этого, в апреле 2023 года, телескоп «Хаббл» сделал снимки «убегающей» черной дыры весом 20 млн солнц.
Черная дыра почему-то не поглощает попадающиеся на пути звезды, а каким-то образом воздействует на пространство, буквально поджигая его впереди себя. След венчает невероятно яркий сгусток.
След, оставленный в пространстве черной дырой. Внутри следа новые звезды Что конкретно происходит, ученые пока не разобрались. Абсолютно загадочными выглядят и последствия передвижение черной дыры: там, где она пролетела, образуются новые звезды — прямо в «фарватере». В границах следа.
Процесс просто феноменальный — будто в каком-то фантастическом фильме про сотворение мира. Монстр, конечно же, спалит и нашу галактику, когда долетит до нее. Как минимум, сделает в ней «просеку». И вместо старых звезд и «высадит» новорожденных.
Словно пионер на субботнике. К счастью, «обновление» ожидается нескоро.
Мало того, что благодаря своему аппетиту она способна каждый второй день поглощать эквивалент нашего Солнца, она также самая быстрорастущая. Если бы этот монстр был в центре Млечного Пути, его рентгеновские лучи стерилизовали бы Землю от всего живого. Когда ученые обнаружили первое мерцание, этому свету было 12 миллиардов лет. Как только подтвердилось, что источником служит черная дыра, вскоре выяснилось, насколько огромной является ее масса — около 20 миллиардов солнц. Исследователи просто не знают, почему конкретно эта черная дыра расширяется так быстро.
Один этот факт, относительно роста дыры, означает, что она совсем не черная. Из-за огромных объемов поступающего газа тепло может легко закрыть всю галактику. А на самом деле, в тысячи раз больше, чем галактика. Опять же, если бы этот космический урод жил посреди Млечного Пути, его яркий свет не дал бы людям видеть что-нибудь, кроме нескольких звезд. Скрытая галактика Фото: space. Эти скопления считаются самыми большими во Вселенной. Можно подумать, что кластер невозможно скрыть одним космическим объектом.
Однако именно так сделал один Квазар. Эта сверхмассивная черная дыра была названа PKS1353-341 и зарегистрирована как одиночный объект в своей области. В 2018 году ученые Массачусетского технологического института Massachusetts Institute of Technology опубликовали фотографию, которая раскрыла истинное положение дел. Квазар располагался в центре скопления галактик. Эта черная дыра была исключительно яркой, и ее сияние затмило свет миллионов звезд. Ни одна другая галактика не была закрыта подобным образом. Расположенный примерно в 2,4 миллиарда световых лет от Земли, Квазар испускает свет, вероятно, во время поглощения вещества.
Считается, что PKS1353-341 потребляет вещество с экспоненциальной скоростью, выделяя достаточно энергии, чтобы гореть в 46 миллиардов раз ярче, чем наше Солнце. Астрономы ожидают, что он успокоится через миллион лет или около того. Двойная система Фото: ligo. Это опасный способ жизни. На данный момент были задокументированы три случая столкновения черных дыр. Два были обнаружены в 2015 году и еще один в 2017 году. Удивительно, но сигнал от последнего столкновения состоял из гравитационных пульсаций от мгновенного удара на расстоянии трех миллиардов световых лет.
Ни одна из дыр не погибла, а вместо этого они объединились в одну черную дыру большего размера, чем обе ее предшественницы. Третий случай слияния черных дыр стал важным для исследователей. Он дал возможность наблюдать редкое событие, а также помог получить новые данные для молодой науки о гравитационных волнах. Исследователи рассматривают два возможных сценария формирования двойных черных дыр.
Эти вспышки ярче триллиона звезд и длятся около двух недель. Однако теперь исследователи наблюдали две еще более необычные и гораздо более короткие вспышки в двойной системе, что прямо подтверждает существование двух черных дыр. Во время наблюдений 2021-2022 годов исследователи под руководством астронома из Ягеллонского университета в Кракове увидели вспышку, которая произвела в 100 раз больше света, чем целая галактика. Она длилась всего один день. Предыдущие исследования упускали этот вид активности. OJ287 фиксируется на фотографиях с 1888 года и интенсивно отслеживается с 1970 года.
Получается, нам просто не везло. OJ287 никто не наблюдал в те ночи, когда она выполняла свой однодневный трюк.
«Джеймс Уэбб» засёк самую далёкую и древнюю сверхмассивную чёрную дыру
Это вторая по близости к Земле известная черная дыра. Такие дыры имеют массу до нескольких десятков масс Солнца и возникают в конечной стадии жизни массивных звезд в результате гравитационного коллапса их ядер.
Ученые выяснили, что в появлении миграционных ловушек решающую роль играют тепловые эффекты, которые возникают при взаимодействии среды активного галактического ядра с аккреционными дисками самих черных дыр. Это наиболее характерно для активных галактических ядер малой массы, и в активных галактиках с большой массой и светимостью миграционные ловушки не наблюдаются.
От Мичелла до Шварцшильда 1796—1915 [ править править код ] На протяжении XIX века идея тел, невидимых вследствие своей массивности, не вызывала большого интереса у учёных. Это было связано с тем, что в рамках классической физики скорость света не имеет фундаментального значения. Максвеллом законы электродинамики , с одной стороны, выполняются во всех инерциальных системах отсчёта , а с другой стороны, не обладают инвариантностью относительно преобразований Галилея.
Это означало, что сложившиеся в физике представления о характере перехода от одной инерциальной системы отсчёта к другой нуждаются в значительной корректировке. В ходе дальнейшей разработки электродинамики Г. Лоренцем была предложена новая система преобразований пространственно-временных координат известных сегодня как преобразования Лоренца , относительно которых уравнения Максвелла оставались инвариантными. Развивая идеи Лоренца, А. Пуанкаре предположил, что все прочие физические законы также инвариантны относительно этих преобразований. В 1905 году А.
В рамках последней скорость света оказалась предельной скоростью, которую может развить физическое тело, что радикально изменило значение чёрных дыр в теоретической физике. Однако ньютоновская теория тяготения на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световой скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года и получила название общей теории относительности ОТО [11]. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр [6]. По своему характеру ОТО является геометрической теорией. Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности. Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна. Искривление пространства Псевдо римановыми называются пространства, которые в малых масштабах ведут себя «почти» как обычные псевдо евклидовы.
Звезды-зомби вращаются вокруг центральной черной дыры Млечного Пути
Теперь же исследователи собрали изображение чёрной дыры Млечного Пути и показали, не без помощи моделирования, что она вращается. Камеры телескопа выявили сверхмассивную черную дыру, которая появилась в центре молодой галактики GN-z11 всего через 440 миллионов лет после возникновения Вселенной. Это происходит из-за того, что при поглощении вещества вокруг черной дыры образуется аккреционный диск, в котором материя крутится с огромной скоростью.
Найдена первая черная дыра, создающая новые звезды
Тип: исследовательский проект Объект исследования: черные дыры в космосе Предмет исследования: теории и моделирование черных дыр Методы исследования: математическое моделирование, анализ наблюдений, теоретические выкладки Научная новизна: Предложение новой интерпретации черных дыр и разработка новых подходов к их изучению. Идея проекта: Идея проекта заключается в изучении и дальнейшем развитии существующих теорий о черных дырах, а также в поиске новых подходов к пониманию и описанию этого загадочного феномена. Цель проекта: Цель проекта - провести исследование черных дыр в космосе, расширить понимание этого загадочного явления и предложить свою интерпретацию трактовок черных дыр. Проблема: Проект решает проблему ограниченного понимания черных дыр в современной физике и астрономии, а также отсутствие единой трактовки этого явления. Целевая аудитория: Студенты, аспиранты, ученые, интересующиеся физикой и астрономией.
Задачи проекта: 1. Изучить существующие теории о черных дырах. Провести анализ наблюдений и экспериментов, связанных с черными дырами. Предложить собственную концепцию черных дыр.
Каждый из телескопов собрал по 500 ТБ информации. На расшифровку и анализ полученных данных у ученых ушло два года. При изучении результатов наблюдений ученые прибегли к помощи суперкомпьютеров в обсерватории Хайстак Массачусетский технологический институт, США и Институте радиоастрономии имени Макса Планка в Бонне Германия. Как сама черная дыра, так и вещество вокруг могут вращаться», — говорит Моника Мощибродская Monika Moscibrodzka.
И это не просто чёрная дыра. Объект, получивший название Gaia BH3, или BH3, является самой массивной чёрной дырой с массой, сравнимой со звёздами, которую мы когда-либо наблюдали в Млечном Пути. Её масса в 33 раза превышает массу Солнца. Это вторая по близости к нашей родной планете чёрная дыра. Единственная причина, по которой мы знаем о её существовании, заключается в том, что она находится на бинарной орбите со звездой-компаньоном, движение которой невозможно объяснить иначе. Для ясности, BH3 не представляет абсолютно никакой угрозы для нас.
Это очень быстрые по космическим меркам практически мгновенные процессы. И от его начала до конца проходит несколько месяцев или даже недель. Скорость и яркость такого рода приливных разрушений делают их особенно привлекательными для астрономов, которые в реальном времени видят, как гравитация черной дыры манипулирует материалом вокруг нее, создавая невероятные световые шоу. Когда звезда подходит слишком близко к черной дыре, сильная гравитация растягивает ее до тех пор, пока она не превратится в реку горячего газа, как показано на этой анимации. Газ вращается вокруг черной дыры и постепенно вытягивается, образуя яркий диск.
NTD: учёные смогли увидеть чёрную дыру возрастом почти как Вселенная
О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Новости астрофизики: Команда астрофизиков, возглавляемая Колумбийским университетом, обнаружила дюжину черных дыр, сосредоточенных вокруг Стрельца A * (Sgr A *), сверхмассивной черной дыры в центре Галактики Млечный Путь. Что происходит внутри черной дыры. Фото: / Cover Images. Перейти в ДзенСледите за нашими новостями в удобном формате. Международная группа ученых обнаружила удивительное явление в центрах галактик: образование "пробок" из черных дыр, сообщает Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц. Астрономы обнаружили звезду, находящуюся на рекордно близком расстоянии от сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
На грани возможного: британские астрономы обнаружили гигантскую черную дыру
Масса сверхмассивной черной дыры в центре M87 составляет порядка 6,5 млрд масс Солнца. Теперь у астрофизиков появилась возможность сравнивать изображения двух черных дыр очень разных размеров. Как отмечается, проект EHT продолжает развиваться: во время большой наблюдательной кампании в марте 2022 года было задействовано еще больше телескопов.
Звезды могут поглощать черные дыры — нестандартная гипотеза 27. Общеизвестно, что черные дыры поглощают звезды, планеты и другую материю, которая оказывается в зоне их притяжения. Но новая гипотеза, предложенная учеными из Германии, Италии и Нидерландов, предполагает, что и сами черные дыры могут быть притянуты одним из типов нейтронных звезд и поглощены ими. Расчеты команды опубликованы на сервисе препринтов arXiv , о них сообщает портал UniverseToday.
Куда делись пульсары? Неожиданная гипотеза была разработана в попытке ответить на вопрос: почему, несмотря на тщательные поиски, ученым так и не удалось обнаружить в центральном секторе нашей галактики Млечный путь ни одного пульсара? Пульсарами называют один из типов нейтронных звезд, образующихся после сверхновых.
На последних этапах своей жизни, когда у такой звезды заканчивается процесс горения ее химических элементов, ядро схлопывается и звезда коллапсирует.
В результате коллапса, если ничто не может его остановить, возникает черная дыра. Типичная масса такого объекта превышает солнечную в десять раз. За неимением наблюдательных данных, а также ввиду невозможности получить потенциальные сигналы из черной дыры, внутреннее ее устройство до сих пор остается неизвестным. Исходя из расчетов, возможно, что внутри каждой черной дыры находится сингулярность — точка пространства-времени, где его искривление или некая другая физическая величина достигает бесконечного значения.
Благодаря телескопам , работающим в рентгеновском и гамма-диапазонах, известно, что черные дыры являются достаточно распространенным явлением.
И мы будем наблюдать, как стрелка падающих часов бежит всё медленнее, а при приближении к горизонту замирает. Если мы падаем вместе с часами, то этот эффект никак не заметим.
А вот при попадании под горизонт ситуация становится ещё интереснее. При слиянии двух чёрных дыр всегда образуется чёрная дыра. Она всегда будет массивнее, чем две предыдущие.
Но тут надо отметить две интересные вещи. Допустим, существует двойная система, в которой одна чёрная дыра в 10 раз массивнее Солнца, а другая — в 20 раз массивнее Солнца. Казалось бы, при слиянии новая чёрная дыра будет в 30 солнечных масс.
Но это не так: она будет меньше. Это происходит за счёт того, что при слиянии испускается масса в виде гравитационных волн. Кроме того, представим, что мы наблюдаем постепенное сближение двух чёрных дыр.
Пока ничего интересного не происходит, поэтому мы посчитали, через сколько нам нужно будет повернуться, чтобы увидеть результат слияния, и отвлеклись на другие дела. Но мы немного замешкались, выглянули в окно звездолёта чуть позже... Начинаем смотреть по сторонам и видим — вон она, есть чёрная дыра, но она летит.
И хорошо, если в другую сторону, а не на вас. Дело в том, что, когда чёрные дыры разные по массе, гравитационные волны не всегда испускаются симметрично, в результате чего чёрные дыры могут приобретать очень большую скорость — сотни километров в секунду. Этого может хватить, чтобы чёрная дыра вылетела из галактики.
И это одна из причин, почему пространство между галактиками должно быть заполнено чёрными дырами, которые там не рождаются. Как открывали чёрные дыры? Изменилось ли что-то с тех пор?
Чёрные дыры открыть трудно, астрономы в основном видят излучение вещества вокруг них. И этот диск испускает излучение. Также в центре галактик вещество может течь в сверхмассивную чёрную дыру.
И когда были открыты квазары объект очень высокой светимости, один из самых мощных источников радиоизлучения. С тех пор у нас появилось как минимум два новых способа обнаружения чёрных дыр, и они связаны с гравитационными эффектами. Первый — это регистрация гравитационных волн при слиянии чёрных дыр.
На грани возможного: британские астрономы обнаружили гигантскую черную дыру
В свое время я сделал слайд в презентации про черные дыры, где использовался файл в формате MPEG — проигрывался прилет гамма-квантов на некотором куске неба. Черная дыра, которой присвоили название Gaia BH3, в 33 раза массивнее Солнца. Ну так вот, у черной дыра настолько сильная гравитация, что она пробивает дыру в этой ткани. Вернёмся от псевдонауки и чёрного пиара к не очень лучезарным перспективам ускорительной физики. Затем крошечные чёрные дыры можно постепенно сводить друг с другом, после чего они будут сливаться в одну чёрную дыру, способную впоследствии «испаряться» и отдавать чистую энергию.
Уникальный кадр: необычайно точное изображение черной дыры, пожирающей звезду в реальном времени
Например, если бы землю сжали до плотности достаточной для возникновения черной дыры, то она была бы размером с обычное яблоко. Но к сожалению или к счастью во вселенной только один вид объектов способен превращаться в черную дыру. И этот вид объектов — звезды. До того как стать черной дырой, она существует как звезда. Стоит уточнить: не любая звезда способна превратиться в черную дыру, а только та у которой масса больше 8-ми солнечных, если меньше, то она превращается в нейтронную звезду. В конце своего жизненного цикла звезда «коллапсирует» и внутренне давления становится ниже, чем внешнее и звезда как бы падает сама в себя, обретая огромную плотность, необходимую для превращения в черную дыру.
Тоже звучит бредово, но в принципе можно принять как реальность. Чего не скажешь об свойствах черной дыры, которые звучат как научная фантастика. Наверное множество людей смотрели фильм «Интерстеллар». В этом фильме есть эпизод, где герои спускаются на планету, находящуюся близко к черной дыре. На этой планете время текло во много раз медленнее, чем в обычном пространстве, своего рода машина времени.
И это объясняется всё той же гравитацией. По общей теории относительности Эйнштейна: Чем ниже гравитационный потенциал чем ближе часы к источнику гравитации , тем медленнее течёт время, ускоряющееся с увеличением гравитационного потенциала часы удаляются от источника гравитации.
Отражают ли эти теории реальность или являются лишь забавной математической конструкцией — пока неизвестно. Возможно, LHC прояснит этот вопрос, но на сегодняшний день большинство физиков настроены довольно скептично по отношению к этим теориям хотя экспериментаторы на всякий случай проверяют те или иные их последствия в своих данных.
Если всё же одна из этих экзотических теорий действительно относится к реальности, то, согласно ей, черные дыры будут рождаться на LHC. И согласно ей же, они будут тут же, прямо внутри вакуумной трубы, распадаться на обычные частицы. В принципе, возможен совсем уж экзотический вариант теории со стабильными черными дырами. Так может получиться, если в природе имеется некое новое взаимодействие с сохраняющимся зарядом, причем все известные частицы к этому взаимодействию нечувствительны, а черные дыры рождаются с этим новым зарядом.
В силу закона сохранения нового заряда, черная дыра не сможет распасться полностью, но она не сможет и расти. Как только она поглотит частицу обычной материи, она тут же излучит полученную массу обратно, ведь обычное вещество новым зарядом не обладает. В результате активность такой черной дыры всегда будет оставаться очень низкой. Оценки из астрофизических данных Вне зависимости от теоретических рассуждений, в отсутствии опасности можно убедиться и с помощью накопленных на сегодня астрофизических данных.
Предположим, что, благодаря какому-то экзотическому механизму, микроскопические черные дыры всё же могут рождаться на LHC и оставаться стабильными.
Они рождаются из звезд, которые превращаются в сверхновые, растрачивая вещество во взрыве. Считается, что этот процесс ограничивает массу черных дыр звездного класса. Что умеют программные роботы Открытия более массивных черных дыр, ставшие возможными благодаря детектору гравитационных волн, доказывают, что прежнее деление не соответствует действительности. Хотя у черных дыр имеются способы стать больше уже после образования, они не могут объяснить такое количество этих слишком массивных черных дыр звездного класса. Однако детекторы гравитационных волн ничего не сообщают о происхождении этих объектов, пишет Ars Technica. Вот почему открытие двойной системы Gaia BH3 привлекло такой интерес астрономов — обсерватория «Гайя» детектирует расположение и движение ярких звезд Млечного Пути, получая их изображение с различных точек обзора.
А также позволяет установить возраст и состав звезд, их орбитальные взаимодействия с другими объектами в галактике.
Из этого выпуска программы "Новости науки и новых технологий" на радио Sputnik Кыргызстан вы также узнаете, почему древние кенгуру не могли прыгать, как российские ученые назвали новые микроорганизмы из Черного моря и справятся ли нейросети с проверкой школьных домашних заданий.