Ещё одна возможная чёрная дыра, выброшенная из центра своей галактики
Сверхмассивные чёрные дыры обычно являются стационарными объектами, то есть они всегда располагаются в центрах большинства галактик. Однако используя данные от рентгеновской обсерватории «Чандра» и других телескопов, астрономы недавно обнаружили явление, которое можно назвать сверхмассивной дырой в движении.
Эта возможная чёрная дыра, которая изменяет поведению всех своих «родственников», содержит в себе массу, равную 160 миллионам солнечных, а расположена она в эллиптической галактике на расстоянии приблизительно 3.9 миллиарда световых лет от Земли. Астрономы активно исследуют такие движущиеся сверхмассивные чёрные дыры, поскольку они могут больше рассказать о свойствах этих загадочных объектов.
Эта чёрная дыра, возможно, «отскочила», если можно пользоваться такой терминологией, когда две меньших сверхмассивных дыры столкнулись и слились, чтобы сформировать одну большую. Одновременно с этим, это слияние сгенерировало бы гравитационные волны, которые распространялись сильнее в одном направлении и слабее в другом. Эта новая чёрная дыра могла получить от гравитационных волн удар в противоположном направлении от более сильных волн, в результате чего она будет выброшенной из центра галактики. Именно это и показано на иллюстрации художника.
Сила выброса зависит от значения и направления вращения двух меньших чёрных дыр, прежде, чем они сольются. Поэтому информацию об этих важных, но неуловимых свойствах, может быть получена, исследовав скорость отскочившей чёрной дыры. Такой объект астрономам удалось найти благодаря отсеиванию тысяч галактик, исследованных в рентгеновском и оптическом диапазоне. В первую очередь использовались данные «Чандры» для выбора галактик, которые содержат яркий рентгеновский источник и исследовались в рамках Слоановского Цифрового Обзора Неба SDSS. Яркое рентгеновское излучение является общей характерной чертой для всех сверхмассивных чёрных дыр, которые быстро растут. Затем исследователи надеялись выяснить, будут ли на оптических данных от «Хаббла» у этих ярких рентгеновских галактик присутствовать два пика около их центра. они могут показать, что здесь присутствует пара сверхмассивных чёрных или что отскочившая дыра переместилась от группы звёзд в центре галактики.
Если наблюдения соответствуют этим критериям, то далее астрономы занимаются исследованиями спектров SDSS, которые показывают то, как количество света меняется в зависимости от длины волны. Если исследователи сочтут, что контрольные подписи в спектрах являются показателями присутствия сверхмассивной чёрной дыры, то эти галактики будут исследованы ещё пристальнее.
Именно после таких манипуляций и был обнаружен хороший кандидат в такие беглые чёрные дыры. На левом изображении во вставке данных от Хаббла показаны две яркие точки около середины галактики. Одна из них расположена в центре, а другая на расстоянии приблизительно 3000 световых лет от него. Второй источник обладает свойствами растущей сверхмассивной чёрной дыры, а его положение точно соответствует положению яркого рентгеновского источника, обнаруженного «Чандрой» (правое изображение). Используя данные от SDSS и телескопа Кек на Гавайях учёные решили, что растущая чёрная дыра расположена рядом, но всё же не совсем в центре галактики. Да к тому же она обладает различными скоростями с центром. Эти свойства означают, что этот источник можно квалифицировать в качестве выброшенной сверхмассивной чёрной дыры.
Галактика, в которой она расположилась, также демонстрирует некоторые доказательства флуктуаций на её внешних регионах, которые являются индикацией того, что слияние между двумя галактиками произошло в относительно недалёком прошлом. Так как слияние сверхмассивных чёрных дыр происходит, когда их галактики сталкиваются, эта информация также поддерживает идею о выброшенной чёрной дыре. Кроме того, показатель образования новых звёзд является очень высоким — несколько сотен солнечных масс в год. Это коррелирует с компьютерными моделями, которые предсказывают, что темп рождения новых звёзд может усиливаться в сливающихся галактиках, особенно тех, которые содержат выброшенные чёрные дыры.
У такого явления могло быть и другое объяснение, которые состоит в том, что две сверхмассивные чёрные дыры расположены в центре галактики. Но почему тогда одна совершенно не проявляется себя в виде активного излучения? Это может быть связано с тем, что она растёт слишком медленно. Пока учёные склонны верить в блуждающую чёрную дыру, но им необходимо больше данных, чтобы подтвердить свои предположения.
Статья, описывающая эти результаты, была принята для публикации в Astrophysical Journal.
Астрофизик NASA предложил связь между примордиальными черными дырами и темной материей
Темная материя является загадочной субстанцией, составляющей большую часть материальной Вселенной. Среди научного сообщества распространено мнение, что она состоит из экзотических массивных частиц. Есть и альтернативная гипотеза, которая предполагает, что темная материя состоит из черных дыр, образовавшихся в первые доли секунды существования нашей Вселенной. В новом исследовании Александра Кашлинского, астрофизика из Центра космических полетов им. Годдарада, сообщается, что идея примордиальных черных дыр согласуется с нашими знаниями о космическом инфракрасном и рентгеновском фоне и может объяснить неожиданно большие массы сливающихся черных дыр, обнаруженных LIGO в 2015 году.
«Это исследование является попыткой свести воедино широкий набор идей и наблюдений, чтобы проверить, насколько они совместимы. Оказалось, на удивление хорошо. Если это так, то все галактики, включая Млечный путь, встроены в обширные черные дыры, превосходящие Солнце по массе примерно в 30 раз», – пояснил Александр Кашлинский.
В 2005 году Александр Кашлинский руководил командой астрономов, изучающей фоновое инфракрасное свечение одной из частей неба с помощью космического рентгеновского телескопа NASA «Spitzer». Исследователи сделали вывод, что чрезмерная мозаичность в лучах, вероятно, вызвана совокупным светом от первых источников во Вселенной. Последующие наблюдения подтвердили, что этот космический инфракрасный фон показывает подобные неожиданные структуры и в других частях неба.
В 2013 году еще одно исследование проверило, как космический рентгеновский фон, обнаруженный «Chandra», сопоставим с фоновым инфракрасным свечением в той же области неба. Первые звезды испускают главным образом оптический и ультрафиолетовый свет, который сегодня раскинулся в инфракрасном диапазоне за счет расширения пространства, поэтому они не должны существенно повлиять на космический рентгеновский фон.
![Астрофизик NASA предложил связь между примордиальными черными дырами и темной материей NASA, Вопрос, Темная материя, Черная дыра, Космос, Гифка, Видео, Длиннопост](https://cs8.pikabu.ru/post_img/2016/05/30/11/1464631202191291315.jpg)
Однако, неравномерное свечение низкоэнергетических рентгеновских лучей в космическом рентгеновском фоне довольно хорошо совпадает с фоновым инфракрасным свечением. Единственный известный космический объект, светящий через такой широкий энергетический спектр, представляет собой черную дыру. Исследователи пришли к выводу, что первичные черные дыры должны были быть распространены среди первых звезд и составляют по крайней мере один из пяти источников фонового инфракрасного свечения.
Природа темной материи остается одной из самых важных нерешенных вопросов в астрофизике. В настоящее время ученые строят теоретические модели, которые пытаются объяснить загадочную субстанцию в качестве экзотических частиц, но до сих пор поиски не увенчались успехом.
Эти исследования медленно сжимают рамки параметров частиц, которые может скрывать темная материя. Неспособность найти их привела к возобновлению интереса к изучению примордиальных черных дыр», – сказал Александр Кашлинский.
Физики определили несколько сценариев, в которых горячая, стремительно расширяющаяся Вселенная смогла произвести примордиальные черные дыры в первые тысячные доли секунды после Большого взрыва.
14 сентября 2015 года гравитационные волны, производимые слиянием пары черных дыр на расстоянии 1,3 миллиарда световых лет от Земли, были зафиксированы LIGO. Это событие ознаменовало первую в истории фиксацию гравитационных волн, а также перовое прямое обнаружение черных дыр. Ученые сообщили, что масса черных дыр была 29 и 36 масс Солнца. Эти значения являются неожиданно большими и удивительно похожими
«В зависимости от механизмов в ранней Вселенной, примордиальные черные дыры могут иметь свойства похожие на те, что обнаружил LIGO. Если считать, что обсерватория поймала слияние черных дыр, образовавшихся в первые доли секунды после Большого взрыва, это может повлиять на наше представление о космосе и его эволюции», – добавил автор исследования.
В своем новом исследовании, опубликованном 24 мая 2016 года в Astrophysical Journal Letters, Александр Кашлинский анализирует, что бы произошло, если темная материя состояла из черных дыр, похожих на те, что обнаружил LIGO. Черные дыры искажали бы распределение масс в ранней Вселенной, добавляя небольшое колебание, которое имело бы последствия и миллионы лет спустя, когда начали формироваться первые звезды.
На протяжении 500 миллионов лет после Большого взрыва, нормальная материя оставалась слишком горячей, чтобы сливаться в звезды. Темная материя не могла быть затронута высокой температурой, так как в первую очередь она взаимодействует через гравитацию. Агрегируя посредством взаимного притяжения, темная материя первой коллапсировала в группы, называемые минигало, которые обеспечили гравитационное семя для аккумуляции нормальной материи. Горячий газ направился в сторону минигало, в результате чего, достигнув в этих карманах определенной плотности, дал жизнь первым звездам. Александр Кашлинский показал, что, если черные дыры играли роль темной материи, это процесс происходил более стремительно и легко создавал неоднородность в фоновом инфракрасном свечении, обнаруженном «Spitzer». Когда космический газ падал в минигало, составляющие их черные дыры естественно захватывали его часть. Материя, падая в сторону черной дыры, нагревалась и в конечном счете производила рентгеновские лучи. Вместе инфракрасный свет от первых звезд и рентгеновские лучи от падающего газа в черные дыры темной материи поддерживают схожесть мозаики космического рентгеновского фона и фонового инфракрасного свечения.
«Будущие наблюдения LIGO расскажут нам гораздо больше о населенности Вселенной черными дырами. Эти наблюдения покажут правоту или ошибочность моего сценария», – заключил Александр Кашлинский
Источник: http://in-space.ru/astrofizik-nasa-predpolozhil-svyaz-mezhdu...
Сверхмассивные чёрные дыры
Чёрной дырой называют область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не может даже свет. Разросшиеся до гигантских размером чёрные дыры образуют ядра большинства галактик.
Сверхмассивная чёрная дыра — это чёрная дыра с массой около 105—1010 масс Солнца. По состоянию на 2014 год сверхмассивные чёрные дыры обнаружены в центре многих галактик, включая наш Млечный Путь.
Самая тяжёлая сверхмассивная чёрная дыра за пределами нашей галактики находится в галактике в гигантской эллиптической галактики NGC 4889 в созвездии Волосы Вероники. Её масса — около 21 млрд солнечных масс!
На этом снимке — галактика NGC 4889 находится в центре. Где-то там притаился тот самый гигант. (Фото NASA):
Общепринятой теории образования чёрных дыр такой массы ещё нет. Существует несколько гипотез, наиболее очевидной из которых является гипотеза, описывающая постепенное наращивание массы чёрной дыры путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) из космического окружающего пространства. Трудность образования сверхмассивной чёрной дыры заключается в том, что достаточное для этого количество вещества должно быть сконцентрировано в относительно небольшом объёме.
Сверхмассивная чёрная дыра и её аккреционный диск в представлении художника. (Фото NASA):
Спиральная галактика NGC 4845 (тип Sa) в созвездии Дева, находящаяся на расстоянии 65 миллионов световых лет от Земли. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра с массой около 230 000 солнечных масс. (Фото NASA):
Космическая обсерватория Chandra (Chandra X-ray Observatory, NASA) не так давно предоставила доказательства о том, что многие сверхмассивные черные дыры вращаются с огромной скоростью. Измеренная скорость вращения одной из черных дыр — 3.5 трлн. миль/час — это примерно половина скорости света, а её невероятная гравитация тянет за собой окружающее пространство на много миллионов километров. (Фото NASA):
Спиральная галактика NGC 1097 в созвездии Печь. В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая в 100 миллионов раз тяжелее нашего Солнца. Она засасывает в себя любую материю в окру́ге. (Фото NASA):
Мощнейший квазар в галактике Маркарян 231 может получать энергию от двух расположенных в центре черных дыр, которые кружатся вокруг друг друга. Согласно подсчетам ученых, масса центральной черной дыры превышает солнечную массу в 150 миллионов раз, масса черной дыры-спутника больше солнечной в 4 миллиона раз. Этот динамический дуэт поглощает галактическую материю и вырабатывает огромное количество энергии, вызывающее сияние в центре галактики, способное затмить сияние миллиардов звезд.
Квазары — самые яркие источники во Вселенной, свет которых ярче чем сияние их галактик. Есть гипотеза, что квазары представляют собой ядра далеких галактик на стадии необычно высокой активности. Квазара в центре галактики Маркарян 231 — это самый близкий к нам подобный объект и проявляет себя как компактный радиоисточник. Ученые оценивают его возраст всего в миллион лет. (Фото NASA):
Гигантская эллиптическая галактика M60 и спиральная галактика NGC 4647 выглядят очень странной парой. Они обе находятся в созвездии Дева. Яркая M60, находящаяся на расстоянии около 54 миллионов световых лет от нас, имеет простую форму яйца, которая создаётся беспорядочно роящимися старыми звёздами. NGC 4647 (вверху справа), напротив, состоит из молодых голубых звёзд, газа и пыли, которые расположены в закрученных рукавах плоского вращающегося диска.
В центре М60 находится сверхмассивная черная дыра, имеющая 4,5 млрд солнечных масс. (Фото NASA):
Галактика 4C+29.30, расположенная на расстоянии 850 миллионов световых лет от Земли. В центре находится сверхмассивная чёрная дыра. Ёе масса в 100 миллионов раз больше массы нашего Солнца.
Астрономы долгое время искали подтверждение того, что Стрелец А — наша сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути, является источником струи плазмы. Наконец, они нашли его, — об этом говорят новые результаты, полученные рентгеновской обсерваторией Chandra (Чандра) и радиотелескопом VLA. Эта струя или джет образуется за счет поглощения вещества сверхмассивной черной дырой и ее существование давно предсказывалось теоретиками.
Используя самые качественные рентгеновские снимки, астрономы нашли первый очевидный факт того, что массивные черные дыры были схожи в Ранней Вселенной. Исследования и наблюдения отдаленных галактик показали, что они все обладают схожими супермассивными черными дырами. В Ранней Вселенной было найдено по меньшей мере 30 миллионов супермассивных схожих черных дыр. Это в 10 000 раз больше, чем предполагалось ранее.
На рисунке художника изображена растущая супермассивная черная дыра. (Фото NASA):
Спиральная галактика NGC 4945 с перемычкой (SBc) в созвездии Центавр. Она достаточно похожа на нашу Галактику, однако рентгеновские наблюдения показывают наличие ядра, вероятно, содержащего активную сверхмассивную чёрную дыру.
Скопление PKS 0745-19. Черная дыра, находящаяся в центре, является одной из 18 крупнейших известных черных дыр во Вселенной. (Фото NASA):
Мощный поток частиц из сверхмассивной черной дыры, ударивший по расположенной рядом галактике. Астрономы наблюдали столкновения галактик и раньше, но такой «космический выстрел» зафиксирован впервые. «Инцидент» произошел в звездной системе, расположенной на расстоянии 1,4 млрд. световых лет от Земли, где в настоящее время идет процесс слияния двух галактик. «Черная дыра» большей из двух галактик, которую астрономы сравнивают со «Звездой смерти» из киноэпопеи «Звездные войны», выбросила мощный поток заряженных частиц, который угодил прямо в галактику, находящуюся по соседству. (Фото NASA):
Найдена самая молодая чёрная дыра. Прародительницей новичка стала сверхновая, вспыхнувшая всего 31 год назад. (Фото Chandra X-ray Observatory Center):
Художественное изображение черной дыры, поглощающей космическое пространство. Со времени теоретического предсказания чёрных дыр оставался открытым вопрос об их существовании, так как наличие решения типа «чёрная дыра» ещё не гарантирует, что существуют механизмы образования подобных объектов во Вселенной. (Фото NASA):
Вспышки на черной дыре в спиральной галактике M83 (известна также под названием Южная Вертушка), полученные с помощью космической рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Южная Вертушка находится на расстоянии приблизительно 15 миллионов световых лет от нас. (Фото NASA):
Спиральная галактика NGC 4639 с перемычкой в созвездии Дева. NGC 4639 скрывает массивную черную дыру, которая поглощает космический газ и пыль. (Фото NASA):
Галактика M 77 в созвездии Кит. В центре неё — сверхмассивная черная дыра. (Фото NASA):
Художники изобразили черную дыру нашей Галактики – Стрелец A*. Это объект огромной массы. По анализу элементов орбит вначале было определено, что вес объекта составляет 2.6 млн солнечных масс, причем эта масса заключена в объёме не более 17 световых часов (120 а. e.) в диаметре. (Фото NASA):
Заглянуть в жерло чёрной дыры. Получить уникальное изображение жерла черной дыры и редких явлений в ее окрестностях удалось астрономам японского аэрокосмического агентства ДЖАКСА с помощью инфракрасной космической лаборатории NASA WISE. Объектом наблюдения WISE стала черная дыра в 6 раз превышающая массу солнца и значащаяся в каталогах под названием GX 339-4. Рядом с GX 339-4, находящейся на расстоянии более 20 тыс. световых лет от Земли, обращается звезда, вещество которой затягивается в черную дыру под воздействием ее чудовищного гравитационного поля, которое в 30 тыс. раз сильнее, чем на поверхности нашей планеты. При этом часть данного вещества выбрасывается от черной дыры в обратном направлении, образуя струи частиц, движущихся на околосветовых скоростях. (Фото NASA):
Галактика NGC 3081 в созвездии Гидра. Находится на расстоянии около 86 миллионов световых лет от Солнечной системы. Как считают ученые, в центре NGC 3081 находится сверхмассивная чёрная дыра. (Фото NASA):
http://www.fresher.ru/mary/2-2016/sverxmassivnye-chyornye-dy...
Спит и видит сны. Почти десять лет назад космическая рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» зафиксировала признаки того, что, по-видимому, является черной дырой, которая поглощает газ прямо в центре ближайшей галактики Скульптор. И вот в 2013 году космический телескоп НАСА NuSTAR, который регистрирует жесткое рентгеновское излучение, бросает беглый взгляд в том же направлении и обнаруживает мирно спящую черную дыру (за последние 10 лет перешла в неактивное состояние).
Масса спящей черной дыры примерно в 5 миллионов раз больше массы нашего Солнца. Черная дыра находится в центре галактики Скульптор, известной также как NGC 253. (Фото NASA):
Плазма, выбрасываемая сверхмассивными черными дырами в центрах галактик может переносить огромное количество энергии на гигантские расстояния. Область 3C353 в свете рентгеновских лучей телескопов Чандра и Very Large Array окружена плазмой, выброшенной одной из черных дыр. На фоне гигантских «перьев» излучения галактики выглядят крошечными точками в центре. (Фото NASA):
Так по мнению художника может выглядеть сверхмассивная черная дыра с массой от нескольких миллионов до миллиардов раз больше массы нашего Солнца. Трудность образования сверхмассивной чёрной дыры заключается в том, что достаточное для этого количество вещества должно быть сконцентрировано в относительно небольшом объёме.
Черная дыра
Глядя на это большим размером #ЧернаяПятница? Вот сверхмассивная черная дыра. Это #ЧернаяПпятница, но для нас, это 3-я ежегодная #ЧернаяДыраВПятницу. Сегодня мы размещаем фото & информацию о черных дырах.
Концепция эта группа иллюстрирует сверхмассивная черная дыра с миллионов до миллиардов раз больше массы нашего Солнца. Сверхмассивные черные дыры чрезвычайно плотные объекты похоронен в сердцах галактик. (Мелкие черные дыры существуют на протяжении галактик.) На этом рисунке, сверхмассивная черная дыра в центре в окружении того, течет на черную дыру в то, что называется аккреционный диск. Этот диск формы как пыль и газ в галактике падает на черную дыру, привлеченные его тяжести.
Также показано истечение струи частиц, энергичных считается, питание от спина черной дыры. В области около черных дыр содержат компактные источники высоких энергий рентгеновского излучения мысли, в некоторых случаях, исходят из базы этих струй. Этот высокий энергетический рентгеновского излучения освещает диск, который отражает его, в результате чего диск источником рентгеновских лучей. Отраженный свет позволяет астрономам увидеть, как быстро дело крутятся во внутренней области диска, и в конечном итоге для измерения скорости отжима черной дыры.
Цитирует (c) NASA
Поиграем в бизнесменов?
Одна вакансия, два кандидата. Сможете выбрать лучшего? И так пять раз.