Объединенная группа исследователей из нескольких стран нашла ультрамассивную черную дыру. Следующая по размерам чёрная дыра в нашей галактике всего в 21 раз тяжелее жёлтого карлика.
В центре нашей галактики — черная дыра. Сейчас там нашли загадочную активность
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. Первой из показанных черных дыр является J1601+3113 массой около 100 тыс. солнечных масс. Гопкинса в г. Балтиморе (США) считают, что черные дыры, в том числе и сверхмассивные (SMBH), формировались одновременно со звездами. Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц. Что происходит внутри черной дыры. Фото: / Cover Images. Перейти в ДзенСледите за нашими новостями в удобном формате.
Первый снимок чёрной дыры в центре нашей Галактики
Изучаем свойства чёрных дыр: откуда они берутся, каких размеров бывают и что в реальности сделали бы с планетой Миллер из «Интерстеллара». астрофизики представили первое изображение чёрной дыры в центре Млечного Пути — сверхмассивного объекта в созвездии Стрельца с обозначением Sgr A*. Исследование показало, что орбита черной дыры Gaia BH3 вокруг галактики неотличима от орбиты звезд, входящих в ED-2. Изучаем свойства чёрных дыр: откуда они берутся, каких размеров бывают и что в реальности сделали бы с планетой Миллер из «Интерстеллара».
Черные дыры
Несколькими годами ранее на том же массиве радиотелескопов впервые было получено изображение чёрной дыры в другой галактике. Нижний ряд — примеры из четырёх групп изображений, полученных разными алгоритмами обработки данных. Подробнее см. Первое в истории изображение сверхмассивной чёрной дыры в центре галактики было опубликовано в 2019 году. Это эллиптическая галактика M87 на расстоянии 50 миллионов световых лет. На небесной сфере она находится в созвездии Девы, и её даже можно рассмотреть в бинокль звёздная величина составляет 8,6m. Под «изображением» чёрной дыры понимается снимок её аккреционного диска, то есть звёздного и газопылевого вещества в окрестностях, которое, притягиваясь к сверхмассивному объекту, проявляет себя в виде излучения разных диапазонов. В центральной части такого диска находится тень — тёмное пятно, которое и указывает на присутствие чёрной дыры. Но для подтверждения или опровержения столь радикальных выводов, видимо, нужно подождать мнения большего числа специалистов. Астрономы почти пятьдесят лет подозревали, что сверхмассивный и компактный объект в центральной части Галактики существует.
К тому же, физикам удалось доказать, что свет может быть и волной и частицей одновременной, что по-научному называется корпускулярно-волновым дуализмом. Подобные противоречия и аномалии квантовой механики лежат в основе как развития науки, так и научной фантастики, будь та в прозе или на экране. Так, герои кинокомиксов Марвел, как и герои мультсериала «Рик и Морти, то и дело путешествуют между мирами.
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. Эйнштейн использовал концепции Лоренца и Пуанкаре в своей специальной теории относительности СТО , в которой роль закона преобразования инерциальных систем отсчёта окончательно перешла от преобразований Галилея к преобразованиям Лоренца. Классическая галилеевски-инвариантная механика была при этом заменена на новую, Лоренц-инвариантную релятивистскую механику. 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.
Этот монстр, в 6,5 миллиарда раз массивнее Солнца, находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от нас. Новое составное изображение раскрывает несколько аспектов объекта, включая структуру перегретого материала, который его окружает, и высокоскоростную релятивистскую струю, которая исходит из него. Считается, что это явление возникает, когда газообразный материал из центра галактики скапливается вблизи черной дыры. Выделяющаяся при этом энергия порождает струи частиц, ускоряющихся до скоростей, близких к скорости света. Однако физика, лежащая в основе этого явления, до сих пор плохо изучена. Публикация этого изображения может помочь астрофизикам разгадать эту загадку. Беспрецедентное наблюдение Прямая визуализация аккреционных дисков, окружающих сверхмассивные черные дыры, представляет собой сложную задачу из-за их значительного расстояния и относительно небольших размеров. Поэтому астрономы предпочитают изучать структуру этих дисков, анализируя спектры излучаемого ими света. Недавно был достигнут значительный прогресс, впервые использовав этот подход для определения нового предела размера одного из таких дисков, вращающихся вокруг черной дыры.
Исследование черных дыр в космосе
| «Джеймс Уэбб» засёк самую далёкую и древнюю сверхмассивную чёрную дыру | Гравитационное поле чёрной дыры не сильнее, чем у звезды эквивалентной массы, и BH3 просто занимается своими делами. |
| Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной | Галактика-хозяин выброшенной черной дыры является результатом столкновения двух галактик примерно 50 миллионов лет назад. |
| Черные дыры | Теоретически в черную дыру может превратиться звезда Бетельгейзе, вторая по яркости в созвездии Ориона. |
| Рекордно массивная черная дыра звездной массы оказалась родом из разрушенного звездного скопления | Объединенная группа исследователей из нескольких стран нашла ультрамассивную черную дыру. |
| ОБНАРУЖЕНА ЧЕРНАЯ ДЫРА В 10 РАЗ БОЛЬШЕ ДИАМЕТРА СОЛНЕЧНОЙ СИСТЕМЫ | Ученые считают, что вокруг сверхмассивной черной дыры вращается сгусток газа со скоростью, равной 30% от скорости света. |
Загадка дыры: в НЦФМ изучают феномен темной материи
вот лишь некоторые из последних открытий. "ОЗАРЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ": Почему всеобъемлющую теорию турбулентности до сих пор не удалось создать? И что предлагают ученые из Объединенного института ядерных исследований в решении это вопроса? "АКТУАЛЬНОЕ ИНТЕРВЬЮ": Эти находки потрясли научный мир. Новообнаруженная черная дыра находится в созвездии Орла на расстоянии 2 000 световых лет от нас. Из этого выпуска программы "Новости науки и новых технологий" на радио Sputnik Кыргызстан вы также узнаете, почему древние кенгуру не могли прыгать, как российские. Объединенная группа исследователей из нескольких стран нашла ультрамассивную черную дыру.
Новую черную дыру обнаружили недалеко от Земли — "Новости науки"
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.
Радиотелескопы, составляющие Телескоп горизонта событий EHT — коллаж изображений всех обсерваторий проекта на одном снимке. Две галактики относятся к разным типам.
Млечный Путь — спиральная галактика с несколькими рукавами, а M87 — это гигантская эллиптическая галактика, одна из самых крупных в Местном сверхскоплении. Тем не менее вид аккреционных дисков двух чёрных дыр описывается выражениями, предсказанными в рамках Общей теории относительности. Люмине и его «компьютерная чёрная дыра», 1978.
Задолго до того, как у астрофизиков появились инструментальные возможности для фотографирования таких чёрных дыр, их изображения пытались получить при помощи компьютерного моделирования. Один из таких рисунков на фото справа — первый результат компьютерной симуляции аккреционного диска, который создал в 1978 году французский астроном Жан-Пьер Люмине. Визуализацию он создавал, уже имея в виду объект в центре галактики M87, который сфотографируют только через сорок лет.
Кроме доступных на тот момент вычислительных мощностей, за неимением компьютерной рисовалки, ему пришлось использовать самодельную «аналоговую» технику, нанося на бумагу тушью точки с плотностью, соответствующей компьютерному расчёту. Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков.
В основе соответствующих теорий лежат интересные, но сугубо теоретические допущения — например, существование «больших» дополнительных пространственных измерений см. Ни сами эти допущения, ни разнообразные последствия этих теорий пока не получили экспериментального подтверждения. 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.
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. Самая быстрорастущая черная дыра Фото: space. 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.
"И так близко к Земле". Учёные обнаружили самую большую звёздную чёрную дыру нашей галактики
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.
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. Это может показаться незначимым, но это фундаментальный первый шаг в любом научном исследовании».
Четвёртый выпуск данных Gaia ожидается не раньше конца 2025 года, но открытие BH3, когда астрономы проверяли данные, было слишком захватывающим, чтобы оставаться в стороне. О системе известно, что два объекта разделены расстоянием, примерно в 16 раз превышающим расстояние между Землёй и Солнцем, и обращаются друг вокруг друга каждые 11,6 года. Масса чёрной дыры составляет около 32,7 солнечных масс. Звезда, напротив, мала: её масса составляет всего 76 процентов от массы Солнца, но при этом она почти в пять раз больше его. Она очень бедна тяжёлыми элементами, что означает, что она должна быть очень старой, поскольку звёзды не могли заполучить эти элементы, пока предыдущие поколения звёзд не произвели их и не распылили по Вселенной.
Тогда это, по-видимому, воспринималось как научная игрушка без особых приложений: визуализация таких объектов вошла в моду только через десять лет, и в конце 1980-х годов появились первые «истинно-компьютерные» изображения аккреционных дисков. Оба снимка чёрных дыр созданы на основе массива данных радиотелескопов, собранных в 2017 году. Собрать паззл из снимков «нашей» чёрной дыры оказалось значительно труднее. Газ вблизи чёрной дыры движется со скоростью, близкой к скорости света. Характерное время обращения вокруг значительно более скромной дыры в Стрельце — это минуты.
Для сбора итогового снимка потребовалось пять лет работы коллаборации EHT более 300 специалистов из 80 научных учреждений разных стран с использованием суперкомпьютеров. Такие вычислительные мощности нужны даже не столько для комбинирования и обработки данных, сколько для просчёта обширной библиотеки «модельных» чёрных дыр и сопоставления их с наблюдениями. Кластеризация и усреднение снимков для получения композитного изображения чёрной дыры. Некоторые другие материалы о сверхмассивной чёрной дыре и других объектах в центре Млечного Пути.
Уникальный кадр: необычайно точное изображение черной дыры, пожирающей звезду в реальном времени
| «Джеймс Уэбб» засёк самую далёкую и древнюю сверхмассивную чёрную дыру | Черный сгусток находится примерно в 2 тыс. световых лет в созвездии Аквила, что делает ее второй по приближенности черной дырой к Земле. |
| Черная дыра новости • AB-NEWS | Черная дыра расположена в центре галактики примерно в 250 миллионах световых лет от Земли. |
| Черная дыра | Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. |
Звезды-зомби вращаются вокруг центральной черной дыры Млечного Пути
— Концепция черных дыр была впервые предложена физиком Джоном Мишеллом в 1783 году, а затем развита Альбертом Эйнштейном и Карлом Шварцшильдом в начале XX века. Вскоре после этого эта меньшая черная дыра прошла через аккреционный диск массивной черной дыры, масса которой в 18 млрд раз превышает массу нашего Солнца. Международная команда ученых во главе с Кристианом Вольфом из Австралийского национального университета обнаружила самую яркую и рекордно быстро растущую сверхмассивную черную дыру.
Черная дыра
| NTD: учёные смогли увидеть чёрную дыру возрастом почти как Вселенная — ИноТВ | "ОЗАРЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ": Почему всеобъемлющую теорию турбулентности до сих пор не удалось создать? И что предлагают ученые из Объединенного института ядерных исследований в решении это вопроса? "АКТУАЛЬНОЕ ИНТЕРВЬЮ": Эти находки потрясли научный мир. |
| В центре нашей галактики — черная дыра. Сейчас там нашли загадочную активность | Галактика-хозяин выброшенной черной дыры является результатом столкновения двух галактик примерно 50 миллионов лет назад. |
| Черные дыры: 5 открытий, ознаменовавших 2023 год | Хотя у черных дыр имеются способы стать больше уже после образования, они не могут объяснить такое количество этих слишком массивных черных дыр звездного класса. |
Навигация по записям
- Больше на эту тему
- Подробности про микроскопические черные дыры
- Визуализирована структура джета Черной дыры
- Подробности про микроскопические черные дыры. Безопасность экспериментов на LHC
- Беспрецедентное наблюдение
- Нейтронная звезда впервые на наших глазах столкнулась с чёрной дырой
Новости по теме: черная дыра
Из-за этого излучение от таких звезд исходит, как свет от маяка, и наблюдателями на Земле считывается как мерцание отдельных импульсов. Несмотря на то, что пульсаров нет в радиусе примерно 25 парсеков от ядра галактики, до недавнего времени это ученых не слишком смущало: многие просто считали, что пока нет техники, способной их обнаружить, ведь как и все нейтронные звезды, пульсары по размерам сравнимы с небольшим городом на Земле, хоть и обладают массой больше, чем у Солнца. По одной из уже существующих версий, в космосе есть «неработающие» пульсары, которые лишились возможности вращаться. Они, как считается, образуются в двойных звездных системах. Если одна, более массивная, звезда в процессе сверхновой отталкивает более мелкого компаньона и остается одна, она со временем теряет материал, замедляется и в конце концов не излучает сигнал, по которому ее можно было бы обнаружить. Но разве могут все системы в центре галактики быть двойными и все - пойти по одному пути развития? Черная дыра «на обед» Фото: Shutterstock.
Она стала второй по близости к Земле и самой крупной из найденных в галактике Млечный Пусть в своем классе — ее масса равна массе 33 Солнц.
Для сравнения, предыдущий рекорд принадлежал черной дыре Cyg X-1 в созвездии Лебедя, которая оказалась в 20 раз массивнее нашей звезды. А ближайшая к Земле из известных черных дыр Gaia-BH1 с массой в 9,6 массы Солнца находится в 1,56 тыс. Мощную гравитационную воронку удалось выявить благодаря гравитационным колебаниям звезды в созвездии Орла.
Внутри же чёрной дыры гравитация одержала полную и безоговорочную победу. Сингулярность может быть как центральной вещество сосредоточено в центре сферы в виде шарика , так и кольцевой в виде колечка, лежащего в плоскости экватора чёрной дыры. Это зависит от того, вращается ли чёрная дыра или нет. Чем быстрее она вращается, тем дальше кольцо отходит от центра сферы.
Чтобы звезда превратилась в чёрную дыру, она должна быть достаточно массивной. У нашего Солнца нет шансов превратиться в чёрную дыру. Что будет, если провалиться в чёрную дыру? Но если человека вытягивать в макаронину, он в неё не превратится — его просто разорвёт. Поэтому разрушение таких неплотных объектов, как человек, может произойти ещё до попадания непосредственно в сингулярность. Даже если вы от страха закроете глаза, то не заметите момента его прохождения. Попав под горизонт событий, вы неумолимо будете падать в сингулярность, и в конце концов приливные силы начнут вас разрывать.
Даже если вы Железный человек или Супермен, то при попадании в сингулярность вы всё равно будете разрушены, поскольку это область сверхвысокой плотности. А что происходит со временем? Как известно из научных исследований, гравитация влияет на ход времени. Чем в более сильном гравитационном поле мы находимся, тем больше этот эффект. Соответственно, вблизи чёрных дыр эффект достигает максимальной величины. Допустим, некий объект падает в чёрную дыру, а мы наблюдаем это издалека. Поначалу мы будем видеть, как объект падает всё быстрее и быстрее — как ему и полагается.
Но с приближением к чёрной дыре мы будем видеть, как он замедляется. Если у нас есть бесконечно чувствительный телескоп, то мы всегда будем видеть этот объект. Представьте, что падают часы, и мы видим, как бежит стрелка. И мы сравниваем это с копией точно таких же часов, которые стоят у нас. 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.
Неудивительно, что звезды сталкиваются в такой давке. Но, по словам ученых, эти столкновения обычно не приводят к разрушению звезд, а скорее являются мимолетными, в результате которых звезды меняются, но выживают.
Фото: fromprc. Это звезды, которые накапливают новую массу в результате частичных столкновений и поглощения более мелких звезд. Они становятся значительно больше и выглядят молодыми.
Но звездные зомби недолговечны. Как и звезды, которые очень массивны с момента своего образования, они быстро сжигают свое звездное топливо и заканчивают жизненный цикл оглушительным взрывом.