Обнаружить сверхмассивную черную дыру британским астрономам помогло гравитационное линзирование — явление, суть которого в том, что гравитационное поле галактики переднего плана искривляет свет, идущий к Земле от более отдаленного объекта. Но чёрная дыра в центре Млечного Пути совсем не такая.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
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.
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.
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. Астрофизик отметил, что светятся плазма и газ, которые нагреты до огромных температур в окрестностях черной дыры.
Постнов объяснил, что черная дыра — это очень глубокая «потенциальная яма», компактный объект с большой массой. Туда падает газ, нагревается до высоких температур и светится в разных диапазонах света. Другими словами, если в земле выкопать яму и что-то туда бросить, то чем глубже будет отверстие, тем больше скорость падающего объекта, то есть он будет выделять больше энергии.
Результат на Нобелевскую премию Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Вячеслав Докучаев в беседе с «360» объяснил, что современная астрофизика считает черные дыры самыми важными объектами во вселенной. До сих пор ученые имели только косвенные доказательства, что эти черные дыры существуют. Сегодня произошло выдающееся событие.
Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. Физики ждали этого 100 лет. Эти объекты были предсказаны в теории Эйнштейна более 100 лет назад Вячеслав Докучаев.
Докучаев уверен, что результат, полученный учеными, тянет на Нобелевскую премию, но ему обидно, что в таком значимом мероприятии не участвовала Россия.
Пьер-Симон Лаплас в своем труде «Изложение системы мира» 1796 года также фактически предсказал существование черных дыр. Сам термин был введен физиком-теоретиком Джоном Уилером в лекции «Наша Вселенная: известное и неизвестное» в 1969 году. В феврале 2016 года было объявлено, что в конце 2015 года впервые были зафиксированы гравитационные волны. Физики пришли к выводу, что они были порождены двумя черными дырами в последние доли секунды их слияния с образованием одной, более массивной, вращающейся черной дыры. Открытие окончательно подтвердило существование данных объектов.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
Мощную гравитационную воронку удалось выявить благодаря гравитационным колебаниям звезды в созвездии Орла. По словам исследователей, Gaia-BH3 возникла в результате коллапса массивной звезды. Астрономы подчеркнули, что обнаружение Gaia-BH3 стало вехой в изучении космоса, поскольку специалистам впервые удалось засечь «спящую» черную дыру. Это значит, что Gaia-BH3 находится в состоянии покоя и не проявляет себя активным поглощением окружающего вещества.
Они не столь малы, как многочисленные черные дыры, масса которых соответствует звездной, и не столь велики, как сверхмассивные. Их называют ЧДСМ, и они настолько редкие, что некоторые ученые полагают, что их просто не существует. В 2018 году был обнаружен тайник с ними. По неизвестным причинам, ЧДСМ притаились в центре небольшой галактики. Как только ученые узнали, где искать, стали обнаруживаться полчища черных дыр. Обычно сверхмассивная черная дыра находится в центре звездного скопления.
Но обнаружилось, что большинство карликовых галактик вращаются вокруг ЧДСМ. Тем не менее, учитывая рост их числа, тайна может быть раскрыта. Ученые до сих пор не могут объяснить, как некоторые сверхмассивные черные дыры возникают вскоре после большого взрыва. До сих пор информация, полученная от изучения ЧДСМ, поддерживает существующие теории о появлении сверхмассивных дыр - они вырастают из ЧДСМ или, когда взрываются гигантские газовые облака. Хотя этот вывод не является окончательным решением загадки, но говорит о том, что ученые движутся в правильном направлении. В начале 2000-х годов около нее были обнаружены два загадочных объекта. Когда они остались «в живых», это стало загадкой. Газовые облака не могли не погибнуть, подойдя так близко к сверхмассивной черной дыре. Данные, собранные за последние 12 лет, не помогли окончательно идентифицировать их как объекты G-класса, но это, вероятно, так.
Они выглядят «пухлыми», как газ, но ведут себя как звезды с огромной массой. Ученые решили, что первые два объекта, вероятно, были звездами, поскольку они не погибли под влиянием дыры. Звезды, вращающиеся на орбите, звучит довольно странно, но дальше еще более удивительно. Когда-то они были двойными звездами две звезды, которые вращаются друг над другом. Однако это еще не точно. Не у всех объектов одинаковые орбиты, что говорит об их разной природе. Самая старая черная дыра Фото: space. Эта старушка может помочь в разгадке той эпохи, когда звезды появились впервые. Обнаруженный в 2017 году, сверхмассивный объект сформировался спустя 690 миллионов лет после большого взрыва.
Когда возраст Вселенной составлял всего 5 процентов от ее нынешнего возраста, черная дыра была уже в 800 миллионов раз больше массы Солнца. Этот период назвали «эпохой Реионизации». В это время первые звезды развились из ионов и гравитации. Истинная причина реионизации остается нераскрытой. Никто не может объяснить, как черные дыры смогли стать настолько массивными в ранней Вселенной. К сожалению, черные дыры того времени крайне редки.
Это создает ударные волны и направленные во вне потоки газа, которые генерируют видимый свет, а также излучение, невидимое человеческому глазу, — ультрафиолет и рентгеновские лучи. Затем материал начинает оседать в виде диска, вращающегося вокруг черной дыры, как вода, вращающаяся вокруг слива в ванной. В этом случае вся серия событий заняла всего 100 дней. Москва, Большой Саввинский пер. II; Адрес редакции: 119435, г.
Черная дыра, поглощает звезду. NASA Черные дыры увидеть нельзя, но они могут порождать световые шоу необыкновенной красоты Несколько телескопов NASA наблюдали, как массивная черная дыра разрывает и поглощает звезду, которая подошла слишком близко. Черная дыра расположена в центре галактики примерно в 250 миллионах световых лет от Земли. Масса черной дыра составляет 10 миллионов масс Солнца. Это только пятый зарегистрированный пример, уничтожения звезды черной дырой.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
Вторым источником может быть плотный блинообразный звездный поток ED-2 , содержащий старые и малометалличные звезды, преимущественно одиночные, и пересекающий окрестности Солнца. Предполагается, что он может быть остатками разрушенного шарового скопления или ультратусклой карликовой галактики. Оказалось, что орбита системы Gaia BH3 и ее металличность полностью соответствуют тому, что она является частью потока ED-2. Что касается черной дыры в Gaia BH3, то ученые больше склоняются к идее, что она возникла в результате коллапса массивной звезды с очень низким содержанием металлов, которая возникла более 13 миллиардов лет назад, однако сценарий динамических взаимодействий в скоплении полностью не исключается.
Ранее мы рассказывали о том, как были найдены два новых звездных потока в Млечном Пути, которые могут быть фрагментами протогалактики.
Дополнительно астрономы могут определить наличие чёрных дыр по косвенным признакам — их гравитационному воздействию на окружающие звёзды, но пока эти методы недостаточно чувствительны для выявления отдалённых объектов в карликовых галактиках. В результате пока в карликовых галактиках обнаружено немного чёрных дыр среднией массы, поэтому вспышки вроде AT 2020neh могут очень помочь в процессе их выявления и решении вопроса о том, как именно формировались сверхмассивные чёрные дыры. Источник изображения: NASA Издающий такие звуки объект располагается в «сердце» Скопления Персея на расстоянии приблизительно 250 млн световых лет от нас.
Это скопление галактик в созвездии Персея — одна из самых массивных структур во Вселенной, содержащая тысячи галактик в огромном облаке газа температурой в миллионы градусов. В скоплении галактик так много газа, что мы смогли уловить реальные звуки», — говорят специалисты NASA. Сигналы, исходящие от чёрной дыры, были получены рентгеновским телескопом «Чандра» Chandra X-ray Observatory ещё в 2003 году. Однако до сих пор их не удавалось сделать слышимыми для человеческого уха.
Для решения задачи исследователи выполнили сложную процедуру преобразования. В частности, тональность была повышена на 57 и 58 октав. В результате, удалось сформировать аудиоклип продолжительностью около полуминуты, позволяющий буквально услышать чёрную дыру. Многие пользователи говорят, что звук вполне мог бы стать саундтреком к фильму ужасов.
Получившая имя VFTS 243 чёрная дыра является единственным известным объектом подобного рода за пределами Млечного пути. Она, как минимум, в 9 раз массивнее Солнца и вращается вокруг голубой звезды класса О, массой не менее 25 солнечных. Чёрную дыру признают спящей, если она испускает низкий уровень рентгеновского излучения, причём объекты подобного типа обнаружить довольно трудно. Для выявления подобных небесных тел используется передовой метод, называемый «спектральным распутыванием» — чужие звёздные системы расположены так далеко, что свет от звёздных пар сливается и требуются специальные методики для того, чтобы установить — какой из звёзд он принадлежит.
В некоторых системах одна из звёзд практически не имеет излучения, что позволяет классифицировать её, как чёрную дыру, поскольку гравитационное взаимодействие всё равно заставляет её воздействовать на свойства второй звезды в паре. Для выявления VFTS 243 учёным пришлось в течение шести лет изучать радиальные скорости около 1000 массивных звёзд в туманности Тарантула, являющейся частью Большого Магелланова облака. Выяснилось, что период обращения некого объекта с массой в 9 солнечных вокруг большой звезды составляет 10,4 дня и, по данным Nature Astronomy, весь свет испускается только одной звездой, что свидетельствует о том, что вторая и является спящей чёрной дырой. Пока неизвестно ни одной другой рентгеновской спящей чёрной дыры за пределами нашей галактики.
Почти круговая орбита и кинематика VFTS 243 позволили учёным предположить, что формирование небесного тела состоялось почти или совсем без выброса материи, подобного взрыву. Группа исследователей из Университета Северной Каролины установила, что массивные чёрные дыры в центрах карликовых галактик встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее. Это может пролить свет на определённые аспекты происхождения Млечного Пути и самой чёрной дыры в центре нашей галактики. Источник изображения: NASA Учёные верят, что спиральная галактика Млечный Путь сформировалась в результате слияния нескольких карликовых галактик.
Тем не менее до сих пор неизвестно, во всех ли карликовых галактиках имеются массивные чёрные дыры — знание об этом помогло бы понять, как галактики и чёрные дыры «растут вместе». Исследование, опубликованное на этой неделе в издании Astrophysical Journal, помогает внести ясность в этот вопрос. В публикации говорится, что массивные чёрные дыры встречаются в карликовых галактиках во много раз чаще, чем считалось ранее. Обычно чёрные дыры интенсивно «светятся», поглощая окружающий газ.
При этом их было трудно обнаружить, поскольку такая радиация маскируется излучением множества молодых звёзд. Таким образом имеются только косвенные свидетельства того, что в реальности таких чёрных дыр может быть намного больше. Исследователи пришли к такому выводу, подробнейшим образом оценив вероятность того, что обнаруженное излучение принадлежит не скоплениям молодых звёзд. Утверждается, что чёрные дыры, обнаруженные учёными, являются потенциальными компонентами формирования сверхмассивных чёрных дыр, подобных той, что находится в сердце Млечного Пути.
Интерес их вызван тем, что чёрная дыра испускает волны давления, которые могут быть преобразованы в звуки.
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. Черная дыра сейчас находится на расстоянии более 7 миллиардов световых лет. Астрономы рассчитывают разобраться в том, что происходит, рассмотрев беглеца с помощью космического телескопа Джеймс Уэбб. Время-то есть.
Чуть раньше отправилась в путь «малютка», которая то ли в 4, то ли в 7 раз тяжелее Солнца.
Прорыв стал возможен благодаря тому, что к середине 2010-х годов ученым удалось построить детекторы гравитационных волн, а затем «натренировать» их на обнаружение ряби от слияний чёрных дыр. Это произошло во время четвёртого сеанса наблюдений сети из трёх мощнейших гравитационно-волновых детекторов. Они слились друг с другом примерно в 650 миллионах световых лет от Земли. НаукаФизики предположили существование сверхплотной темной материи Тщательный анализ обстоятельств далёкого и древнего столкновения практически не оставил сомнений: первый из объектов являлся в момент своей гибели нейтронной звездой, а второй — чёрной дырой. Причём последняя оказалась даже более интересным объектом для изучения — из-за своих весьма экзотических характеристик.
черные дыры
Черный сгусток находится примерно в 2 тыс. световых лет в созвездии Аквила, что делает ее второй по приближенности черной дырой к Земле. В первой работе, опубликованной в журнале Physical Review Letters, физики доказали зависимость состояний гравитонов снаружи черной дыры от состояния и распределения вещества внутри нее. В процессе гравитации черная дыра накручивает звезды вокруг себя, из-за чего такое явление назвали «спагеттификацией». Международная команда ученых во главе с Кристианом Вольфом из Австралийского национального университета обнаружила самую яркую и рекордно быстро растущую сверхмассивную черную дыру.
Подробности про микроскопические черные дыры
Вернёмся от псевдонауки и чёрного пиара к не очень лучезарным перспективам ускорительной физики. Черные дыры притягивают к себе материю, а она образовывает вокруг них аккреционный диск — гигантскую структуру, которая быстро вращается и светится за счет взаимодействия сил трения и гравитации. Чтобы небесное тело превратилось в чёрную дыру, его нужно сжать так сильно, чтобы радиус этого тела стал равен радиусу Шварцшильда. Черные дыры новости.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
Самая большая, самая массивная из "местных" — та, что находится в центре Млечного Пути. Она "весом" в четыре миллиона Солнц и диаметром приблизительно как орбита Меркурия. И это тоже не самое чудовищное, что видели астрономы. К примеру, знаменитая первая в истории сфотографированная чёрная дыра в центре галактики M 87 размером со всю Солнечную систему и массой в миллиарды Солнц. Но такие — сверхмассивные — чёрные дыры образуются путём слияния звёзд, вбирания в себя всё большего количества вещества. А вот чёрные дыры так называемых звёздных масс — это не что иное, как бывшие звёздные ядра.
Когда-то каждая такая чёрная дыра была термоядерным реактором внутри очень массивной звезды, а когда термоядерный синтез закончился за неимением топлива, реактор стал под действием собственной гравитации сжиматься. В итоге окружающая его оболочка звезды сбросилась — произошёл взрыв сверхновой. А ядро сжалось до такой степени, что его вещество уже не смогло оставаться не только в качестве атомов или хотя бы субатомных частиц, но и даже в состоянии кварков, оно уже полностью ушло из понятного нам "материального" состояния, ушло за "горизонт" нашего понимания. Если схлопнувшееся в чёрную дыру ядро звезды "весит" 33 Солнца, то, по всей видимости, вся звезда целиком "при жизни" имела массу в добрую сотню Солнц.
С момента изобретения метода оттока Дейли работал над определением вращения различных черных дыр и стал автором исследования 2019 года, в котором было исследовано более 750 сверхмассивных черных дыр. По словам Рут Дейли, в изменении пространства-времени нет ничего такого, о чем стоило бы беспокоиться, но освещение этого явления могло бы быть очень полезным для астрономов. Вращению черной дыры присваивается значение от 0 до 1, где 0 означает, что черная дыра не вращается, а 1 - максимальное значение вращения. Знание массы и вращения черной дыры помогает астрономам понять, как черная дыра могла сформироваться и эволюционировать, поясняет Дейли.
Это произошло во время четвёртого сеанса наблюдений сети из трёх мощнейших гравитационно-волновых детекторов. Они слились друг с другом примерно в 650 миллионах световых лет от Земли. НаукаФизики предположили существование сверхплотной темной материи Тщательный анализ обстоятельств далёкого и древнего столкновения практически не оставил сомнений: первый из объектов являлся в момент своей гибели нейтронной звездой, а второй — чёрной дырой. Причём последняя оказалась даже более интересным объектом для изучения — из-за своих весьма экзотических характеристик. Дело в том, что её масса — около 2,5-4,5 солнечных — идеально ложится в так называемый «массовый разрыв», обычно остающийся межу самыми тяжёлыми нейтронными звёздами и самыми лёгкими чёрными дырами.
Первый основан на предположении, что темная материя состоит из частиц вне Стандартной модели. И здесь у нас есть определенные достижения за прошедший год. Мы, например, рассмотрели, как частицы достаточно легкой темной материи, массой от нескольких мегаэлектронвольтов до нескольких гигаэлектронвольтов, могут рождаться в электрон-позитронных соударениях на коллайдерах, в том числе на том, который планируется построить в НЦФМ. Здесь получим интересные возможности для поиска темной материи, которая может рождаться одновременно с тау-лептонами. В результате можно будет обнаружить проявления частиц темной материи в определенном интервале масс либо поставить новые уникальные ограничения на параметры моделей, предсказывающих существование таких частиц. В этой области у нас тоже есть достижения. Помимо этого, мы исследовали гипотезу, что темная материя может состоять не из одного вида частиц, а из нескольких, которые взаимодействуют определенным образом. В результате исследований, в частности, была построена полная система квантовых состояний свободного вещественного массивного скалярного поля в гравитационном поле черной дыры Шварцшильда, решена проблема канонического квантования такого поля и найден эффект удвоения числа квантовых состояний. Еще одно направление исследований группы ИЯИ РАН связано с изучением космологических моделей, описывающих первые мгновения рождения Вселенной на постинфляционной стадии.
Астрономы зафиксировали остановившую звездообразование черную дыру
Столкновения нейтронных звёзд с чёрными дырами — настолько редкие астрономические события, что о самой их возможности учёные рассуждали до сих пор лишь как о гипотезе, что подобное в принципе возможно. Ученые обнаружили в галактике Млечный Путь вторую по удаленности от Земли черную дыру. Столкновения нейтронных звёзд с чёрными дырами — настолько редкие астрономические события, что о самой их возможности учёные рассуждали до сих пор лишь как о гипотезе, что подобное в принципе возможно. Сама чёрная дыра примечательна не только большой дистанцией до неё от Солнечной системы, но и массой «всего» в 9 млн солнечных — обычно её ровесницы весят более 1 млрд солнечных масс, благодаря чему их легче обнаружить.