Чёрная дыра
Анализ наблюдений Очень Большого Телескопа за шесть лет привел к открытию в Большом Магеллановом Облаке – галактике-спутнике Млечного Пути – черной дыры звездной массы.
Кроме этого, астрономы обнаружили, что ее прародительница закончила свою жизнь без каких-либо признаков мощного взрыва!
Черные дыры звездных масс образуются, когда массивные светила подходят к концу своего существования и коллапсируют под действием собственной тяжести. В системе двух звезд, обращающихся друг вокруг друга, в результате такого процесса остается черная дыра на орбите яркой звезды-компаньона.
Черная дыра называется «спящей», если из ее окрестности не исходит поток высокоэнергетических рентгеновских лучей, наличие которого обычно и позволяет зарегистрировать экзотический объект.
Масса обнаруженной черной дыры составляет не менее девяти солнечных, а ее компаньона – горячей голубой звезды – 25 солнечных. Система получила обозначение VFTS 243.
Черные дыры в нашей Галактике
По оценкам ученых, количество черных дыр в нашей Галактике колеблется от 100 миллионов до 1 миллиарда, которые мирно и незаметно дрейфуют по галактике
Сила и Мощь черных Дыр
Даже крупные звезды оказываются беспомощными перед разрушительной силой черных дыр. Анимация, которую вы смотрите, - это научное изображение того, как будет выглядеть звезда, разрушающаяся под действием притяжения черной дыры.
Гравитационные волны дали новой чёрной дыре высокоскоростной «пинок»
Недавно учёные наблюдали объединившиеся в одну две чёрные дыры, которые в процессе слияния спровоцировали «удар», на большой скорости отбросивший только что образовавшуюся чёрную дыру. Эта новая чёрная дыра понеслась со скоростью около 5 миллионов километров в час. Это очень быстро — скорость света всего в 200 раз выше.
Когда две чёрные дыры по спирали вращаются вокруг друг друга перед тем, как слиться в одну (как показано на рисунке), они излучают гравитационные волны, которые могут дать новообразованной чёрной дыре высокоскоростной толчок
Об этом исследователи сообщают в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Рябь пространства-времени, называемая гравитационными волнами, запустила чёрную дыру в головокружительный путь. По мере того, как любые две парные чёрные дыры движутся по спирали внутрь и сливаются, они испускают эту рябь, которая растягивает и сжимает пространство. Если эти гравитационные волны выбрасываются в космос преимущественно в одном направлении, чёрная дыра в ответ «отскакивает».
«Это похоже на отдачу пистолета при выстреле», — говорит астрофизик Виджай Варма из Института гравитационной физики им. Макса Планка в Потсдаме, Германия.
Обсерватории гравитационных волн LIGO (США) и Virgo (Италия) обнаружили рябь пространства-времени чёрных дыр, когда она достигла Земли 29 января 2020 года. Эти волны раскрыли детали того, как чёрные дыры слились, что намекает на вероятность сильного удара. Когда чёрные дыры вращались вокруг друг друга, плоскость, в которой они вращались, вращалась подобно тому, как вращается волчок.
LIGO в штате Вашингтон, США
Варма и его коллеги углубились в полученные данные, оценивая, насколько сильный получила чёрная дыра «пинок». Чтобы оценить ударную скорость, исследователи сравнили данные с различными версиями слияний чёрных дыр, созданными на основе компьютерных симуляций.
«Отдача была настолько велика, что чёрная дыра, вероятно, была выброшена из своего дома и отброшена к космическому бордюру», — говорит Варма.
Плотные группы звёзд и чёрных дыр, называемые шаровыми скоплениями, являются одним из мест, где чёрные дыры, как считается, объединяются и сливаются. Астрофизики подсчитали, что вероятность того, что выбитая чёрная дыра останется внутри шарового скопления, составляет всего около 0,5%. Для чёрной дыры в другом типе плотной среды, называемой ядерным звёздным скоплением, вероятность остаться там составляла около 8%.
Ядерное звёздное скопление нашей галактики — Млечный Путь. Снимок полученн с помощью адаптивной оптики в инфракрасном диапазоне с помощью прибора NaCo на VLT (Very Large Telescope в Чили)
«Большой побег» чёрной дыры может иметь большое значение для астрономов. LIGO и Virgo обнаруживают слияния чёрных дыр звёздной массы, которые образуются, когда звезда взрывается сверхновой и коллапсирует в чёрную дыру. Учёные хотят понять, могут ли чёрные дыры снова объединяться, пройдя несколько слияний. Если они это делают, это может помочь объяснить существование удивительно огромных чёрных дыр, которые ранее наблюдались при слияниях. Но если слившиеся чёрные дыры обычно уносятся прочь от дома, это делает множественные слияния менее вероятными.
«Подобные «пинки» очень важны для понимания того, как образуются тяжёлые чёрные дыры звёздной массы», — говорит Варма.
Ранее астрономы обнаружили доказательства того, что гравитационные волны толкают сверхмассивные чёрные дыры, обнаруженные в центрах галактик. Это утверждение основано на наблюдениях за светом, а не за гравитационными волнами. «Гравитационные волны в каком-то смысле чище и их легче интерпретировать», — говорит астрофизик Мануэла Кампанелли из Рочестерского технологического института в Нью-Йорке.
«Данные LIGO и Virgo уже выявили некоторые свидетельства того, что чёрные дыры получают небольшие толчки. Этот же большой толчок не является неожиданностью. Всегда интересно, когда кто-то может измерить на основе наблюдений то, что вы предсказали на основе расчётов», — говорит Кампанелли.
Более ранние теоретические предсказания Кампанелли и её коллег предполагали, что такие мощные толчки возможны.
_________________________________________________________________________________________
Источник:
V. Varma et al. Evidence of large recoil velocity from a black hole merger signal. Physical Review Letters. In press, 2022.
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.
Астрономы сделали потрясающие снимки самого сердца Млечного Пути
Обычно эта область скрыта от наблюдений космической пылью, но ученым удалось туда заглянуть и запечатлеть происходящую там красоту – например, сверхмассивную черную дыру и взрыв сверхновой.
Центр нашей Галактики скрыт большим облаком космической пыли, что затрудняет его наблюдение оптическими приборами, но радиоволны способны проникнуть сквозь эту пыль. Ученые объединили 20 отдельных радионаблюдений в 100-мегапиксельную «мозаику» беспрецедентной четкости и глубины. Фото показывают центр Млечного Пути, который находится примерно в 25 000 световых годах от Земли.
Чтобы создать это изображение, астрономы использовали 200 часов времени на телескопе MeerKAT. Состоящий из 64 антенн, разбросанных по диаметру 8 километров, MeerKAT является самым чувствительным радиотелескопом в мире. Над изображением работала международная группа ученых под руководством Южноафриканской радиоастрономической обсерватории (SARAO).
Яркими цветами на снимке показаны регионы сильного радиоизлучения, серый фон соответствует участкам с менее интенсивным излучением. Изображение также включает звездные питомники, вспыхивающие звезды и хаотичную область вокруг сверхмассивной черной дыры Стрельцом А*, масса которой примерно в 4 миллиона раз превышает массу Солнца. Также видны многочисленные компактные источники радиоволн, многие из которых могут быть сверхмассивными черными дырами в центрах галактик далеко за пределами нашей.
Новая мозаика также выявила почти 1000 таинственных нитей, которые простираются до 150 световых лет в длину и обладают сильными магнитными полями. Эти нити расположены парами и пучками, часто сложены на одинаковом расстоянии друг от друга, как струны на арфе.
Эти нити обнаружил более 35 лет назад астрофизик Фархад Юсеф-Заде из Северо-Западного университета в Эванстоне, но их происхождение до сих пор остается загадкой. Новое изображение выявило в 10 раз больше нитей, чем было известно ранее, и, возможно, это поможет ученым приблизиться к пониманию природы этого явления.
«Теперь мы, наконец, видим общую картину – панорамный вид, заполненный множеством нитей. Простое изучение нескольких нитей затрудняет какой-либо реальный вывод о том, что они собой представляют и откуда взялись. Это водораздел в продвижении нашего понимания этих структур», – Фархад Юсеф-Заде.
Новые результаты подтверждают, что все эти нити обладают магнитным полем, намного более сильным, чем мы обычно ожидаем от галактики. Теперь «нам нужна теоретическая модель, чтобы объяснить, как магнитное поле усиливается до таких высоких значений», – говорит Юсеф-Заде.
Многое еще остается неизвестным об этих нитях, например, движутся ли они или меняются со временем. Тем не менее, новые результаты показывают, что длины волн света, излучаемого нитями, различаются гораздо больше, чем то, что видно из остатков сверхновых. Это позволяет предположить, что они имеют различное происхождение.
В настоящее время исследователи идентифицируют и каталогизируют каждую нить, отмечая такие детали, как их угол, кривая, магнитное поле, спектр и интенсивность. Понимание этих свойств может дать астрофизическому сообществу больше информации об их неуловимой природе.