Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры 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. Южноафриканская радиоастрономическая обсерватория (SARAO) опубликовала новый и самый подробный снимок центра нашей галактики в радиодиапазоне и расположенной в нем сверхмассивной черной дыры. Сверхмассивные черные дыры по всей Вселенной сливаются друг с другом, и в конечном счете такая же судьба ждет и черную дыру, которая находится в центре нашей галактики. Ученые неожиданно обнаружили в центре галактики NGC 6240 в созвездии Змееносца сразу три сверхмассивных черных дыры, которые попали туда после одновременного столкновения трех небольших галактик.
Фото дня: гигантская чёрная дыра, которая находится в центре нашей галактики
В этом видео мы поговорим о сверхмассивной черной дыре, которая находится в центре нашего Млечного пути. — Термин «черная дыра» был введен физиком Джоном Уилером в 1967 году. — Стрелец А* классифицируется как сверхмассивная черная дыра с массой, примерно в четыре миллиона раз превышающей массу нашего Солнца. Сверхмассивная черная дыра Стрелец A*, покоящаяся в центре Млечного Пути, обычно ведет себя очень спокойно и это оправдано, ведь мы имеем дело не с активным ядром, испускающим свет и тепло по всем направлениями. Сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Стрелец А* быстро вращается и изменяет пространство-время вокруг себя. Об этом говорится в новом исследовании, посвященном данному явлению. Сверхмассивные черные дыры – это объекты в несколько миллионов или миллиардов раз тяжелее Солнца. Они расположены в центре многих галактик, включая Млечный Путь.
Найдена черная дыра-гигант: ее масса в 33 млрд раз больше Солнца
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. Тем не менее пока точно неизвестно, какие именно процессы заставляют черные дыры вращаться. Основное предположение заключается в том, что черные дыры меньшего размера образуются, поглощая звездное вещество через аккреционный диск, что и заставляет их быстро вращаться. Считается, что с течением времени они сталкиваются и в конечном счете сливаются, образуя сверхмассивные черные дыры.
Исследование в ноябре опубликуют в журнале Astrophysical Journal, сейчас оно доступно на сайте Университета Сиднея. Взрыв породил два конусообразных излучения. Он был таким мощным, что повлиял на Магеллановы Облака Галактики-спутники Млечного Пути , которые находятся в 200 тысячах световых лет от черной дыры.
Первая пара-кандидат внутри квазара под названием OJ 287 вращается вокруг друг друга на большем расстоянии, совершая оборот каждые девять лет, по сравнению с двумя годами, которые требуются паре PKS 2131-021 для завершения орбиты. Контрольные доказательства были получены в результате радионаблюдений PKS 2131-021, которые охватывают 45 лет. Согласно исследованию, мощная струя, исходящая от одной из двух черных дыр внутри PKS 2131-021, смещается вперед и назад из-за орбитального движения пары. Это вызывает периодические изменения яркости радиосвета квазара. Комбинация радиоданных дает почти идеальную синусоидальную кривую блеска, в отличие от всего, что наблюдалось у квазаров ранее. Рябь в пространстве и времени Большинство галактик обладают черными дырами в своих ядрах, включая нашу собственную галактику Млечный Путь. Когда галактики сливаются, их черные дыры «погружаются» в середину новообразованной галактики и в конечном итоге объединяются, образуя еще более массивную черную дыру.
По мере того, как черные дыры движутся по спирали друг к другу, они все больше и больше нарушают ткань пространства и времени, испуская гравитационные волны, которые впервые были предсказаны Альбертом Эйнштейном более 100 лет назад.
Например, предстоящая миссия Laser Interferometer Space Antenna, или LISA, позволит обнаружить сливающиеся черные дыры, массы которых в 1000—10 миллионов раз превышают массу нашего Солнца, но PKS 2131-021 представляет собой наиболее многообещающую цель. Между тем, световые волны — лучший способ обнаружить слияние сверхмассивных черных дыр. Первый такой кандидат, OJ 287, также демонстрирует периодические вариации радиоизлучения. Эти колебания более нерегулярны и не синусоидальны, но они предполагают, что черные дыры вращаются вокруг друг друга каждые девять лет.
Черные дыры внутри нового квазара PKS 2131-021 вращаются друг вокруг друга каждые два года и находятся на расстоянии 2000 астрономических единиц друг от друга, что примерно в 50 раз превышает расстояние между нашим Солнцем и Плутоном или в 10—100 раз ближе, чем пара в OJ 287. Астрономическая единица — это расстояние между Землей и Солнцем. Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Letters.
По Млечному Пути могут «блуждать» сверхмассивные черные дыры
На Очень большом телескопе-интерферометре Европейской южной обсерватории (VLTI ESO) наблюдалось облако космической пыли в центре галактики Мессье 77, внутри которого скрыта сверхмассивная чёрная дыра. Астрофизики из Австралии и США выяснили, что сверхмассивная черная дыра Sgr A* (Стрелец А*), которая находится в центре Млечного Пути, около 3,5 млн лет. В странной гравитационной среде в центре нашей галактики астрономы обнаружили сгусток газа, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры с фантастической скоростью.
Ученые обнаружили в карликовой галактике сверхмассивную черную дыру
Ученые обнаружили сверхмассивную черную дыру, которая развернута к Солнечной системе. Галактика PBC J2333. О проблеме вселенского масштаба сообщило издание New York Post со ссылкой на Королевское астрономическое общество. Изначально галактика PBC J2333. Она была расположена на расстоянии около 657 миллионов световых лет и демонстрировала «своеобразные свойства».
Если бы гравитационные волны были сильнее в одном направлении, то гравитационная отдача в теории могла бы отбросить получившуюся при слиянии черную дыру в противоположном направлении. Проблема также заключается в том, что, согласно модели слияния сверхмассивных чёрных дыр, это самое слияние не может произойти вовсе.
Причина в том, что с уменьшением их орбиты уменьшается и область пространства, в которую они могут передавать энергию. К тому времени, когда чёрные дыры окажутся на расстоянии одного парсека друг от друга около 3,2 световых лет , теоретически эта область пространства уже не будет достаточно большой, чтобы поддерживать дальнейший орбитальный распад, поэтому они останутся на стабильной двойной орбите в течение миллиардов лет. Это называется «проблемой последнего парсека».
Пока мы не можем проверить теорию о том, что магнитные свойства окружающих газовых масс могут играть определенную роль". Чёрные дыры как и темная материя остаются самыми неизученными и не уловимыми элементами нашей Вселенной. Астрофизики давно пытаются ответить на вопрос: "Может ли существовать связь между первичными чёрными дырами, образовавшимися сразу после Большого Взрыва, и загадочной темной материей"?.
Об этом исследовании можно узнать из данной статьи.
Они имеют гигантские массы и небольшие размеры. Их гравитация настолько велика, что не позволяет «убежать» от них даже свету. Поэтому сами чёрные дыры увидеть нельзя. Но благодаря своей чудовищной гравитации они стягивают к себе вещество из окружающего пространства, заставляя его нагреваться и излучать. Это излучение и фиксируют астрономы. Так что изображение, полученное астрономами, — это не фотография чёрной дыры, а скорее её силуэт, «тень», на фоне светящегося вещества — тёмная центральная область, называемая тенью, окружённая яркой кольцеобразной структурой, форма которой определяется общей теорией относительности.
Подробно об этом можно прочитать в статье «Изображение чёрной дыры: что на самом деле получили астрономы».
Газ разорванный черной дырой нашей галактики
астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Джет черной дыры в центре галактики М87 на снимке космического рентгеновского телескопа «Чандра». Сотрудники Гавайского университета запечатлели последствия разрыва звезды от сверхмассивной черной дыры прямо в центре NGC 3799 — галактики, расположенной в 160 млн световых годах от нашей планеты.
Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики. Что находится в центре нашей галактики?
Чтобы изучить это напрямую, нам нужно наблюдать происхождение джета, расположенного как можно ближе к черной дыре". На впервые опубликованном снимке как раз и запечатлен такой момент: основание джета соединяется с веществом, вращающимся вокруг сверхмассивной черной дыры. Добавим, что галактика M87 расположена в 55 миллионах световых лет от Земли. Запечатленная на снимке черная дыра оказалась в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца.
Поимо джета на снимке видно то, что ученые называют тенью черной дыры. Когда материя вращается вокруг черной дыры, она нагревается и излучает свет.
Исследовательская группа из обсерватории WM Keck на Маунакеа на Гавайях и Калифорнийского университета изучала его эволюцию с помощью изображений с высоким угловым разрешением в ближнем инфракрасном диапазоне, полученных с помощью мощной системы адаптивной оптики обсерватории Кека. Они обнаружили, что за этот период X7 растянулась настолько сильно, что теперь длина тела в 3 000 раз превышает расстояние между Землей и Солнцем или 3 000 астрономических единиц Изображения, полученные с помощью инструмента NIRC2 и адаптивной оптики обсерватории Кек, показывающие эволюцию X7 в период 2002-2021 гг. Представление художника о сближении X7 примерно в 2036 году со сверхмассивной черной дырой Млечного Пути. Приливные силы — это гравитационное притяжение, которое растягивает объект, приближающийся к черной дыре; сторона объекта, расположенная ближе к черной дыре, притягивается гораздо сильнее, чем сторона, расположенная дальше. Исследовательская группа продолжит наблюдать за резкими изменениями в X7 с помощью обсерватории Кека по мере того, как сила гравитации черной дыры будет разрывать его на части.
Источник: new-science.
Есть много свидетельств того, что этот объект — черная дыра, и публикуемое изображение дает первое прямое визуальное доказательство этого. Черную дыру выдает окружающий ее светящийся газ: мы наблюдаем темную центральную область называемую тенью , окруженную яркой кольцеобразной структурой. Изображение сформировано световыми лучами, искривленными мощной гравитацией черной дыры, масса которой в четыре миллиона раз превышает массу нашего Солнца. Так как эта черная дыра находится от Земли на расстоянии около 27 000 световых лет, ее видимые размеры на небе примерно соответствуют размерам пончика на Луне. Чтобы получить ее изображение, группа создала сверхмощную антенную решетку EHT: восемь крупнейших радиообсерваторий всей планеты, объединившись, создали единый гигантский виртуальный телескоп размером с Землю.
Чёрные дыры поглощают гигантские количества космической пыли и газа. Но прежде, чем быть поглощённым, это вещество устремляется по спиральной траектории к чёрной дыре, выделяя при этом энергию, которая зачастую превосходит полную энергию, излучаемую всеми звёздами галактики. Астрономы очень интересуются природой AGN — с тех самых пор, как эти яркие объекты были впервые обнаружены в 1950-х. Результаты работы публикуются сегодня в журнале Nature. Добившись исключительно высокого пространственного разрешения, они зарегистрировали плотное кольцо космической пыли и газа, скрывающее сверхмассивную чёрную дыру. Это открытие — ключевой аргумент в пользу выдвинутой 30 лет назад теории, известной как Единая модель AGN.