Из черной дыры появилась планета: Земля приблизилась к огромной черной дыре

Что будет, если рядом с Землей появится черная дыра?

В 2020 году группа ученых из Европейской южной обсерватории (ESO) обнаружила совсем неподалеку от Земли намек на черную дыру. Местом ее обитания, как предполагалось, стала звездная система HR 6819. Она находится всего в 1100 световых годах от Солнечной системы, что по астрономическим меркам совсем немного. Весу добавляло и то, что это был бы первый случай, когда всепоглощающее нечто расположилось в наблюдаемой невооруженным глазом области космоса.

Есть ли черные дыры поблизости от Земли?

Черная дыра в HR 6819 из первоначально считавшейся тройной системы также стала бы самой маленькой из известных. Предположение о наличии черной дыры появилось после наблюдений за ее соседом — красным гигантом. Казалось, что-то тянет звезду, меняет ее форму и влияет на орбиту. Выдвинули гипотезу: черная дыра совсем небольшая — с массой в пятую часть нашего Солнца.

В том же году вышло еще одно исследование за авторством коллег астрономов из ESO. Джулия Боденштайнер из Лёвенского католического университета предположила, что HR 6819 является все же двойной звездной системой, никакой черной дыры там нет, а все дело в незаметной второй звезде, отъедающей бока соседки. Для этого феномена есть даже название: звездный вампиризм.

В итоге ученые объединили усилия, чтобы разобраться в вопросе. Важно отметить, что первое предположение было сделано на основании данных, полученных относительно небольшим телескопом. А для проверки гипотезы воспользовались Очень большим телескопом (да, он так и называется — Very Large Telescope, VLT). Тогда-то все и стало на свои места: звезды две, черной дыры нет — показалось.

Но если бы черная дыра все же появилась неподалеку от Земли… Не в 1000 световых лет, а ближе? Не исключено, что исчезающе малая вероятность такого развития событий возможна. Но ученые спешат успокоить: в ближайшие пять миллиардов лет такого не произойдет — Солнце поглотит Землю раньше.

Те же, что в «пригороде» (например, V616 Mon в созвездии Единорога в 3000 световых годах), находятся слишком далеко, чтобы оказать какое-то влияние на землян. К тому же V616 Mon совсем невелика — она относится к черным дырам звездных масс, «вес» которых измеряется единицами и десятками масс Солнца (есть еще сверхмассивные — с массами до 10 в 11-й степени).

Сверхмассивная черная дыра и в центре для оценки масштаба — Солнечная система. Фото: reddit

На картинках Солнечная система кажется совсем компактной, однако в реальности это просто невообразимые расстояния. По словам Джонатана Зераке из Университета Клемсона, крупная черная дыра звездной массы (30 единиц, например) должна появиться внутри орбиты Нептуна, чтобы оказать гравитационное влияние на Землю, и около Юпитера, чтобы гравитационное влияние на нашу планету сравнялось с солнечным.

Что делает черная дыра и как ее разглядеть

«Фишка» черной дыры заключается в том, что гравитация вокруг нее настолько сильна, что избежать притяжения не может ничто: в ловушку попадает даже свет, не говоря о материи. Все это затягивается в одну очень плотную точку, получившую название «сингулярность». Увидеть ее мы не можем, так как точка прячется под горизонтом событий (вероятно, она как суслик). А еще она умеет петь:

Хотя не можем мы увидеть и саму черную дыру, зато можно фиксировать эффект гравитационной линзы: проходя перед видимыми объектами (звездами) по отношению к наблюдателю, черная дыра меняет направление распространения электромагнитного излучения. На самом деле любой действительно крупный космический объект (звезда, скопление галактик) может стать причиной появления «линзы», но она проявляется отчетливей вокруг черной дыры за счет ее огромной массы.

Визуализацию происходящего можно увидеть в фильме «Интерстеллар», а недавно технический арт-директор Gearbox Райан Джеймс Смит и научно-популярный канал ScienceClic представили математически верную модель черной дыры на базе Unreal Engine 5. К слову, на ее создание ушло около полутора лет.

1/6 A year and a half later, I finally finished my black hole project. #madewithunreal and now powered by #Niagara, this shader/sim implements physically correct gravitational lensing, which bends the light in all kinds of groovy ways! #gamedev#realtimevfx#astronomy#UE4#UE5pic.twitter.com/fIAJgBmgPm

— Ryan James Smith (@OverdrawXYZ) April 4, 2022

Черная дыра рядом с Землей

Но вот в гипотетической реальности черная дыра все же пробралась внутрь лунной орбиты. Что тогда? Первый эффект будет подобным тому, который возник бы при приближении естественного спутника к планете: она начнет менять свою форму на вытянутую в сторону надвигающейся массы. Разница в том, что в случае черной дыры все будет происходить очень быстро. Она натурально сорвет с Земли атмосферу и воду, в космос устремятся все незакрепленные объекты, а за ними — деревья, почва, горы и так далее.

Разогретые за счет деформации внутренности планеты потянутся вслед за уже улетевшим. Вся материя превратится в ионизированный газ, который вольется в аккреационный диск, но и там просуществует недолго: в течение короткого времени черная дыра поглотит останки. «Вероятно, последует короткая вспышка жесткой радиации, которую через миллион-другой лет зафиксируют инопланетные астрономы», — говорит Джонатан Зераке. К слову, аккреационный диск появляется и вокруг готовящихся к рождению звезд, однако обычно он генерирует менее интенсивную радиацию: трение невелико.

Существует гипотеза, что в случае быстрого приближения к черной дыре возможно появление феномена, который прозвали «спагеттификация». Термин как нельзя лучше указывает на грозящее: объекты у горизонта событий, где со временем и пространством происходят странные вещи, начнут растягиваться в сторону огромной массы, превращаясь в длинные «макароны» из субатомных частиц. Неважно, с какой стороны начнет растягиваться ваше тело: с головы или ног — это произойдет стремительно. Хотя не обязательно искать черную дыру, чтобы пережить «намакаронивание»: можно найти любой другой космический объект с большой массой (нейтронная звезда подойдет).

Звучит мнение, что спагеттификация — это характерное для нахождения рядом с черной дырой состояние, а объект или субъект, покинув горизонт событий (вероятно, выйдя с другой стороны или будучи выдернутым из него Халком), вернется к своей прежней форме. Против этой теории говорит то, что при «растяжении» любой предмет превращается в итоге в поток частиц и возродиться нет шансов даже у Удлиняющегося человека из вселенной DC Comics.

И наконец, якобы есть зависимость между вероятностью спагеттификации человека и размером черной дыры: чем меньше масса дыры, тем выше вероятность «растянуться» на пару сотен километров. То есть при встрече с супермассивной черной дырой астронавт выживет, так как начало горизонта событий далеко от сингулярности внутри и разницы между силами, тянущими голову и ноги, не будет…

Что если небольшая черная дыра столкнется с Землей

Помимо внезапного появления черной дыры рядом с Землей, обсуждают и сценарий встречи с таким объектом: пролетал мимо, врезался в нашу планету. Причем небольшой, размером с астероид.

Если черная дыра заденет Землю по касательной, в лучшем случае произойдет пара катаклизмов, исчезнет определенная часть планеты и населения, а человечество восстановится. В более реалистичном и пессимистичном сценариях черная дыра пройдет внутрь планеты, проделав в ней отверстие. Постепенно, реагируя на гравитацию Земли, черная дыра начнет замедляться, генерируя все больше тепла: по словам ученых, аналогичный объем тепла выделила бы километровая космическая «скала», ударив в планету.

Останется только завидовать динозаврам, так как помимо тепловой энергии будет выделяться жесткая радиация. Но на деле все еще хуже.

А если положить малюсенькую черную дыру в центр Земли?

По большому счету, что черная дыра размером с монету, что с астероид — результат тот же. Вначале она начнет активно поглощать материю вокруг, сжимая огромные ее объемы в одной точке и потому выделяя много тепла, рентгеновское и гамма-излучение и все остальные известные.

Первыми признаками того, что внутри Земли поселилась черная дыра, станет увеличение гравитации в зависимости от ее массы: если «монетка» весит как наша планета, то и мы станем тяжелее раза в два (у вас будет около миллионной доли секунды, чтобы прочувствовать это). Дальнейшее случится не менее быстро: за счет ионизации и иных процессов внутренности планеты начнут к тому же испаряться, превращаясь в плазму из-за воздействия тепла и радиации.

Наш шарик будет увеличивать количество оборотов вокруг оси, процесс поглощения черной дырой материи чуть замедлится. Но не остановится. Вскоре и внешние слои земной коры испарятся со всем, что есть на поверхности, а получившаяся плазма устремится в космос. Со стороны, вероятно, это будет выглядеть как зрелищный взрыв: ведь около половины поглощенной материи трансформируется в энергию.

Сколько это продлится? Мгновение.

Читайте также:

• Замбия хотела отправить на Марс подростка и котов. История космической программы из 60-х
• Адмаўленне. Гнеў. Торг. Дэпрэсія. Прыняцце. Узлёт і падзенне вучонай Кюблер-Рос

Клавиатура Akko 3087 V2 Steam Engine (Akko CS Lavender Purple)

1 отзыв

игровая для ПК, механическая, Akko CS Lavender Purple, ход тактильный, пластик, интерфейс подключения — USB, цвет белый/оранжевый/серый

286 р.

3 предложения

Клавиатура SVEN KB-G8500

18 отзывов

игровая для ПК, мембранная, металлическое основание, интерфейс подключения — USB, подсветка, цвет черный

25,90 р.

25 предложений

Клавиатура HyperX Alloy Origins 60

5 отзывов

игровая для ПК, механическая, HyperX Red, ход линейный, полностью металлическая, интерфейс подключения — USB, подсветка, цвет черный

295 р.

12 предложений

Клавиатура Logitech K580 Slim (графитовый)

8 отзывов

компактная для ПК, мембранная, пластик, интерфейс подключения — радио/Bluetooth, цвет черный

160 р.

24 предложения

Еще 800 клавиатур в Каталоге Onlíner

Наш канал в Telegram. Присоединяйтесь!

Есть о чем рассказать? Пишите в наш телеграм-бот. Это анонимно и быстро

Перепечатка текста и фотографий Onlíner запрещена без разрешения редакции. [email protected]

Science (США): может ли обитаемая планета вращаться вокруг черной дыры?

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ

Читать inosmi.ru в

Может ли обитаемая планета вращаться вокруг черной дыры? Как будет выглядеть небо на такой планете, и как на ней будет идти время? Эти вопросы могут показаться чистой игрой ума, однако иногда такие интеллектуальные упражнения часто помогают астрономам ставить перед собой новые задачи.

Дэниел Клери (Daniel Clery)

Считается, что сверхмассивные черные дыры поедают все, что только можно, включая газовые облака и целые планетные системы, вроде солнечной. Интересно, а может ли вокруг такой космической хищницы вращаться какая-нибудь обитаемая планета? Вы удивитесь, но ученые считают, что это в принципе возможно, хотя существует множество причин, по которым жизнь вряд ли смогла бы укорениться в таком месте. Но если бы это произошло, жить на такой планете было бы очень странно: черная дыра заслоняла бы собой почти полнеба и, сконцентрировав оставшиеся после большого взрыва фотоны, формировала бы этакое подобие солнца.

Сам этот вопрос был навеян фильмом 2014 года «Интерстеллар» (Interstellar). Там показано, как астронавты летят через кротовую нору по направлению к гигантской черной дыре, попутно посещая несколько планет, вращающихся вокруг этой самой дыры. Астрофизик Павел Бакала (Pavel Bakala) из Силезского университета в городе Опава вместе с коллегами решил подойти к этой задаче, рассмотрев физику подобных планетных систем с точки зрения термодинамики. Чтобы жизнь развивалась, планете необходим источник энергии (например, для Земли — это Солнце) и теплоприемник для избыточного тепла (для нас его роль выполняет холод космического пространства). Разница между ними двумя управляет процессами, порождающими жизнь.

Однако в фильме ситуация обратная: «солнце» холодное, а космическое пространство горячее. Ученые полагают, что черная дыра является идеальным теплоприемником, а полезная энергия может порождаться реликтовым излучением. Это излучение, пронизывающее космическое пространство, является отголоском большого взрыва. Реликтовое излучение — слабое, его температура всего на несколько градусов выше абсолютного нуля, однако мощнейшая гравитация сверхмассивной черной дыры перевела бы его в оптический диапазон, сфокусировав в виде узкого луча. И, как утверждают ученые, на одной из этих причудливых планет реликтовое излучение появилось бы в виде яркой звезды, сияющей на краю черной дыры.

Впервые об этой идее ученые поведали в 2017 году. И теперь они подкрепили свою гипотезу цифрами. Чтобы получить достаточно сильный свет от реликтового излучения, планета должна была бы вращаться на очень близком расстоянии от горизонта событий черной дыры. Но, как известно, любой объект, приближающийся к ней на близкое расстояние, в конечном итоге будет ею поглощен. Однако если черная дыра достаточно быстро вращается, то возможно появление на близком расстоянии устойчивых орбит. Как сообщают ученые в The Astrophysical Journal, для того, чтобы планета приблизилась на достаточно близкое расстояние, поверхность черной дыры должна вращаться со скоростью, меньше чем на стомиллионную долю процента уступающей скорости света.

Кроме того, согласно расчетам ученых, масса черной дыры должна как минимум в 163 миллиона раз превосходить массу нашего Солнца. Это потому, что сверхмассивная черная дыра малых размеров и весом в 4 миллиона солнечных масс (одна из таких обнаружена в Млечном Пути) с помощью приливных сил способна уничтожать звезды или планеты по мере приближения последних к ней. А вот рядом с более крупными черными дырами такого приливного разрушения не происходит до тех пор, пока какая-нибудь звезда или планета не окажется внутри горизонта событий; поэтому все, что находится снаружи, этому разрушению не подвержено.

Для того чтобы планета успешно эволюционировала, центр галактики также должен быть неподвижен (как выразился Бакала, «старая галактика» с «почти пустым пространством», окружающим черную дыру). Ведь если черная дыра будет засасывать какую-нибудь другую случайно оказавшуюся рядом материю, то процесс гибели этой материи будет сопровождаться мощной вспышкой излучения, способной погубить любое проявление жизни на соседней планете. В любом случае, как сказал Бакала, «вряд ли какая-то жизнь появится в таких условиях».

Такая планета, разумеется, будет очень странным местом. Кромешная темнота горизонта событий, закрывшего собой почти полнеба, — все это выглядит угрожающе. Кроме того, из-за релятивистского замедления времени по канонам теории гравитации Альберта Эйнштейна, известной как общая теория относительности, один год на такой планете приравнивается к тысячелетию на планете, вращающейся вокруг обычной звезды.

И даже если бы в подобных условиях появилась жизнь, то мы вряд ли бы смогли ее обнаружить, так как если планета будет проходить по диску черной дыры, то ее нельзя будет заметить на его фоне. Подобное прохождение планеты можно было бы наблюдать на любом из радиотелескопов, взять хотя бы тот, с помощью которого мы впервые в истории получили изображение черной дыры. Впрочем, по словам Бакалы, такой транзит могли бы обнаружить многие из радиотелескопов, подобных тому, который использовался в прошлом году, чтобы впервые в истории получить изображение черной дыры. «С технической точки зрения это сделать не так просто, но с теоретической — это возможно».

К этим вопросам часто обращается физик-теоретик из Гарвардского университета Ави Лёб. В прошлом году он размышлял о «некоторых забавных вещах, которые, как представляется, могут происходить поблизости от черной дыры», таких как, скажем, использование ее аккреционного диска для сжигания мусора и производства полезной энергии или полет с помощью фотонных парусов на релятивистских струях, исходящих из полюсов черной дыры. И хотя, по мнению Лёба, подобные теоретические упражнения полезны для иллюстрации гравитационных явлений и для понимания сути экстремальных условий, возникающих в пространстве вокруг черной дыры, все же ученый готов высказать множество доводов, по которым любая планета, расположенная рядом с черной дырой, не пригодна для жизни.

Во-первых, говорит ученый, необходимая высокая скорость вращения черной дыры должна быть близка к максимально возможной (с точки зрения физики). При этом какого-то известного механизма для быстрого вращения черной дыры не существует.

Еще одна проблема: как планета может выйти на такую орбиту? В прошлом году японские ученые утверждали, что холодные планеты могут образоваться из газа и пыли, которыми пропитано пространство на некотором расстоянии вокруг галактического центра. Но, по словам Лёба, трудно представить, каким образом планета может переместиться на орбиту, расположенную буквально над самой поверхностью черной дыры.

И еще важное замечание: по расчетам, проведенным Лёбом и его коллегами в прошлом году, большинство звезд во внутренних частях галактик, по всей видимости, лишатся своей атмосферы в результате мощных вспышек экстремального ультрафиолетового излучения, исходящего из центральной области черной дыры по мере ее роста, обусловленного поглощением газа и пыли. Понято, что у планеты, расположенной близко к ее поверхности, вообще не было бы никаких шансов.

Сам Бакала признает, что его исследование было всего лишь интеллектуальным упражнением, цель которого отчасти состояла в том, чтобы заинтересовать студентов термодинамикой. Однако даже эта игра ума побудила Бакалу вместе с его коллегами перейти к задаче обнаружения небольших небесных тел вблизи галактических центров. Астрономам удается наблюдать большие яркие солнца, известные как звезды S-типа, однако Бакала полагает, что более старые и тусклые объекты, такие как нейтронные звезды, способны заявить о своем существовании посредством гравитации.

По словам Лёба, его идеи возникли в результате недавно прочитанного курса. Однажды Лёб спросил своих студентов, что они предпочли бы — прокатиться на инопланетном космическом корабле или отправиться в черную дыру? Большинство захотели встретиться с инопланетянами и рассказать об этом в интернете, если, конечно же, будет к нему доступ. А вот путешествие в черную дыру никого не привлекло, ведь Instagram там не работает — даже он не в силах преодолеть ее притяжение.

Как выжить рядом с черной дырой. Опыт планет необычного происхождения

https://ria.ru/20191209/1562075453.html

Как выжить рядом с черной дырой. Опыт планет необычного происхождения

Как выжить рядом с черной дырой. Опыт планет необычного происхождения — РИА Новости, 11.12.2019

Как выжить рядом с черной дырой. Опыт планет необычного происхождения

Ученые из Японии сообщили, что вокруг сверхмассивных черных дыр могут формироваться системы с десятками тысяч гигантских планет. Известно, что планеты есть у… РИА Новости, 11.12.2019

2019-12-09T08:00

2019-12-09T08:00

2019-12-11T12:33

наука

сша

эдинбургский университет

экзопланета

космос

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/115315/04/1153150414_0:466:2149:1675_1920x0_80_0_0_185d0088288b936aca452ad2a36600c5.jpg

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые из Японии сообщили, что вокруг сверхмассивных черных дыр могут формироваться системы с десятками тысяч гигантских планет. Известно, что планеты есть у пульсаров — быстровращающихся нейтронных звезд. Что представляют собой твердые тела, возникающие в самых неподходящих для этого условиях, — в подборке РИА Новости.Непокорный пропланетный дискПланетные системы наблюдаются только у звезд — за редким исключением. Ученые нескольких японских университетов решили доказать, что планеты могут быть и у сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик.Сверхмассивная черная дыра тяжелее Солнца в несколько миллионов раз. Газовые диски вокруг этих гаргантюа выбрасывают огромное количество энергии, вызывая аккрецию вещества и образование тора — фигуры в форме бублика. Теоретически там могут быть области, не доступные излучению, а потому холодные. Пылевые частицы в таких местах покрываются льдом и легче объединяются.На основе этого предположения ученые смоделировали поведение обледенелой пыли у сверхмассивной черной дыры. Когда размер снежинок достигает сантиметра, они собираются в снежки, а затем и в большие образования. Возникает нечто вроде протопланетного облака, которое в какой-то момент теряет стабильность и рождает множество планет в десятки раз тяжелее Земли.Планетные системы вероятнее возникнут в активных ядрах галактик Сейфертовского типа, таких как Млечный Путь, чем в квазарах. Время формирования — миллиарды лет, если центр звездного скопления очень тусклый.Планеты, возникшие в столь необычных условиях, еще предстоит обнаружить. Возможно, для прямых наблюдений подойдут тяжелые космические рентгеновские интерферометры. Косвенное же свидетельство существования протопланетного диска — изменение спектров в миллиметровом диапазоне.Коричневые карликиБолее сотни газопылевых дисков обнаружили в окрестностях молодых коричневых карликов — необычных объектов, по размерам находящихся между звездами и планетами. Недавно международный коллектив ученых с помощью данных телескопа-интерферометра ALMA, установленного в пустыне Атакама, изучил двойную систему 2M1207 из молодого коричневого карлика и гигантской планеты, которую впервые удалось наблюдать напрямую. Возраст объектов — всего пять-десять миллионов лет.Планета 2M1207b оказалась гораздо менее тусклой, чем следует из расчетов. Это дало основание предположить наличие атмосферы с плотными облаками. У ее компаньона тоже есть газопылевой диск, но слишком узкий. Возможно, это результат влияния планеты.Планеты-одиночкиКоричневые карлики недаром считаются планетоподобыми телами. Слишком маленькие, чтобы зажечь самоподдерживающуюся термоядерную реакцию внутри себя, вскоре после образования они остывают, а потом сжимаются. На это уходит несколько сотен миллионов лет.Ученые из США и Канады установили, что самый близкий к Солнцу коричневый карлик SIMP0136 — на самом деле огромная планета-одиночка среди группы звезд Carina-Near, движущихся вместе в пространстве.Объект SIMP0136 в 13 раз тяжелее Юпитера, это ставит его как раз на границу, отделяющую коричневых карликов от планет. Такие свободно перемещающиеся в пространстве объекты планетной массы (их еще называют планемо) очень важны для ученых, поскольку позволяют относительно легко исследовать атмосферу. Но обнаружить их крайне сложно.Притяжение пульсараПервую планетную систему за пределами Солнечной системы открыли в 1992 году у пульсара PSR B1257+12 — это 2300 световых лет от нас. Пульсар — нейтронная звезда, вращающаяся с чудовищной скоростью, излучающая огромное количество электромагнитной энергии. Это продукт вспышки сверхновой. Взрыв должен разрушить любые тела поблизости. Как же уцелели планеты?Возникла гипотеза, что планеты заново образовались вокруг пульсара, каким-то образом захватившего материал родительской звезды. Доказательства добыли астрономы из Великобритании, наблюдавшие за одним из ближайших пульсаров — Гемингой, в 800 световых лет от нас. В 1997 году там вроде бы увидели планету, но затем опровергли это открытие.Британские ученые изучали Гемингу в те годы на телескопе James Clerk Maxwell (Гавайи), работающем в субмиллиметровом диапазоне. В 2013-м получили данные на обновленной камере и соединили два типа снимков. Вокруг пульсара увидели арку — ударную волну, которая образуется из-за очень высокой скорости объекта, больше скорости звука в межзвездном газе. Вероятно, частицы пыли и газа собираются с этой арки и дрейфуют к пульсару. Согласно расчетам, масса материала в несколько раз превышает земную. Этого достаточно, чтобы сформировать планету. Но мало, чтобы решить загадку 25-летней давности о происхождении планет вокруг пульсаров.

https://ria.ru/20191124/1561490370.html

https://ria.ru/20170510/1494038222.html

сша

космос

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/115315/04/1153150414_0:147:2149:1759_1920x0_80_0_0_f1bd27cdc8a2e3f7a396a4ecb0236873.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

сша, эдинбургский университет, экзопланета, космос

Наука, США, Эдинбургский университет, экзопланета, Космос

МОСКВА, 9 дек — РИА Новости, Татьяна Пичугина. Ученые из Японии сообщили, что вокруг сверхмассивных черных дыр могут формироваться системы с десятками тысяч гигантских планет. Известно, что планеты есть у пульсаров — быстровращающихся нейтронных звезд. Что представляют собой твердые тела, возникающие в самых неподходящих для этого условиях, — в подборке РИА Новости.

Непокорный пропланетный диск

Планетные системы наблюдаются только у звезд — за редким исключением. Ученые нескольких японских университетов решили доказать, что планеты могут быть и у сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик.

Сверхмассивная черная дыра тяжелее Солнца в несколько миллионов раз. Газовые диски вокруг этих гаргантюа выбрасывают огромное количество энергии, вызывая аккрецию вещества и образование тора — фигуры в форме бублика. Теоретически там могут быть области, не доступные излучению, а потому холодные. Пылевые частицы в таких местах покрываются льдом и легче объединяются.

На основе этого предположения ученые смоделировали поведение обледенелой пыли у сверхмассивной черной дыры. Когда размер снежинок достигает сантиметра, они собираются в снежки, а затем и в большие образования. Возникает нечто вроде протопланетного облака, которое в какой-то момент теряет стабильность и рождает множество планет в десятки раз тяжелее Земли.

Планетные системы вероятнее возникнут в активных ядрах галактик Сейфертовского типа, таких как Млечный Путь, чем в квазарах. Время формирования — миллиарды лет, если центр звездного скопления очень тусклый.

Планеты, возникшие в столь необычных условиях, еще предстоит обнаружить. Возможно, для прямых наблюдений подойдут тяжелые космические рентгеновские интерферометры. Косвенное же свидетельство существования протопланетного диска — изменение спектров в миллиметровом диапазоне.

24 ноября 2019, 08:00Наука

Недоизученная планета. Странные и неожиданные факты о Земле

Коричневые карлики

Более сотни газопылевых дисков обнаружили в окрестностях молодых коричневых карликов — необычных объектов, по размерам находящихся между звездами и планетами. Недавно международный коллектив ученых с помощью данных телескопа-интерферометра ALMA, установленного в пустыне Атакама, изучил двойную систему 2M1207 из молодого коричневого карлика и гигантской планеты, которую впервые удалось наблюдать напрямую. Возраст объектов — всего пять-десять миллионов лет.

Планета 2M1207b оказалась гораздо менее тусклой, чем следует из расчетов. Это дало основание предположить наличие атмосферы с плотными облаками. У ее компаньона тоже есть газопылевой диск, но слишком узкий. Возможно, это результат влияния планеты.

© NASA / JPL-CaltechСубкоричневый карлик WISEA 1147

© NASA / JPL-Caltech

Субкоричневый карлик WISEA 1147

Планеты-одиночки

Коричневые карлики недаром считаются планетоподобыми телами. Слишком маленькие, чтобы зажечь самоподдерживающуюся термоядерную реакцию внутри себя, вскоре после образования они остывают, а потом сжимаются. На это уходит несколько сотен миллионов лет.

Ученые из США и Канады установили, что самый близкий к Солнцу коричневый карлик SIMP0136 — на самом деле огромная планета-одиночка среди группы звезд Carina-Near, движущихся вместе в пространстве.

Объект SIMP0136 в 13 раз тяжелее Юпитера, это ставит его как раз на границу, отделяющую коричневых карликов от планет. Такие свободно перемещающиеся в пространстве объекты планетной массы (их еще называют планемо) очень важны для ученых, поскольку позволяют относительно легко исследовать атмосферу. Но обнаружить их крайне сложно.

10 мая 2017, 19:25Наука

Астрономы нашли в созвездии Рыб «беглую» полупланету-полузвезду

Притяжение пульсара

Первую планетную систему за пределами Солнечной системы открыли в 1992 году у пульсара PSR B1257+12 — это 2300 световых лет от нас. Пульсар — нейтронная звезда, вращающаяся с чудовищной скоростью, излучающая огромное количество электромагнитной энергии. Это продукт вспышки сверхновой. Взрыв должен разрушить любые тела поблизости. Как же уцелели планеты?

Возникла гипотеза, что планеты заново образовались вокруг пульсара, каким-то образом захватившего материал родительской звезды. Доказательства добыли астрономы из Великобритании, наблюдавшие за одним из ближайших пульсаров — Гемингой, в 800 световых лет от нас. В 1997 году там вроде бы увидели планету, но затем опровергли это открытие.

Британские ученые изучали Гемингу в те годы на телескопе James Clerk Maxwell (Гавайи), работающем в субмиллиметровом диапазоне. В 2013-м получили данные на обновленной камере и соединили два типа снимков. Вокруг пульсара увидели арку — ударную волну, которая образуется из-за очень высокой скорости объекта, больше скорости звука в межзвездном газе.

Вероятно, частицы пыли и газа собираются с этой арки и дрейфуют к пульсару. Согласно расчетам, масса материала в несколько раз превышает земную. Этого достаточно, чтобы сформировать планету. Но мало, чтобы решить загадку 25-летней давности о происхождении планет вокруг пульсаров.

© Фото : NASA/JPL-CaltechПульсар и вращающаяся вокруг него планета PSR B1257+12 глазами художника

© Фото : NASA/JPL-Caltech

Пульсар и вращающаяся вокруг него планета PSR B1257+12 глазами художника

КОСМИЧЕСКИЕ УЖАСТИКИ | Наука и жизнь

Что там новенького в космосе? Чёрные дыры? Заглянуть в них не прочь не только астрономы, но и те, кто интересуется жизнью Вселенной, в том числе и любопытные школьники.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Диск горячей плазмы, вращающийся вокруг чёрной дыры (компьютерная модель).

Двойная звезда, в которой одна из звёзд превратилась в чёрную дыру (компьютерная модель).

Одна из ближайших активных галактик Центавр А, удалённая от Земли на 10 млн световых лет. В её ядре, вероятно, находится сверхмассивная чёрная дыра.

‹

›

Открыть в полном размере

ЗНАКОМЬТЕСЬ: ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ

Чёрные дыры совершенно не похожи ни на планеты, ни на Солнце, ни на другие звёзды. Чёрные дыры — невидимки, причём очень опасные. Они способны разорвать на части и проглотить всё, что к ним приблизится.

В последнее десятилетие появилось множество научных сообщений, статей и даже книг о чёрных дырах. Так что их открытие — пожалуй, величайшее открытие во Вселенной — совершается на наших глазах!

Как же учёные догадались, что во Вселенной есть чёрные дыры? Первыми их открыли математики и физики, как говорится, «на кончике пера» — с помощью сначала простых, а потом и очень сложных математических вычислений. Было это задолго до того, как чёрные дыры стали искать астрономы. Уже тогда учёные понимали, что во Вселенной могут существовать невидимые небесные тела, которые притягивают к себе окружающие их другие небесные тела во много раз сильнее, чем звёзды и планеты.

Вы знаете, что наша Земля, например, своим притяжением не только заставляет падать брошенный камень, но и удерживает на орбите Луну, а Солнце удерживает планеты, включая Землю, астероиды и кометы. Но от Земли, впрочем как и от Солнца, всё-таки можно оторваться и улететь в космическое пространство. Современные космические ракеты способны развивать такие скорости, при которых установленные на них космические аппараты могут долететь до Луны и планет Солнечной системы.

Скорость убегания от Земли, или, как её называют, вторая космическая скорость, составляет более 11 километров в секунду. Но самый быстрый в природе — луч света. За одну секунду он пролетает 300 тысяч километров (см. «Наука и жизнь» № 11, 2007 г. ), поэтому без труда покидает огромные и тяжёлые небесные тела, такие как Солнце и другие звёзды. Но даже лучи света не могут выбраться из могучих объятий чёрной дыры. Вот почему она невидимка. Чтобы «убежать» от чёрной дыры, нужно иметь скорость большую, чем скорость света, но это просто невозможно, потому что, повторяю, в природе это самая большая скорость.

Чтобы представить себе, что такое чёрная дыра, давайте чуть-чуть пофантазируем. Если бы размер земного шара при той же массе был в два раза меньше, чем на самом деле, то, как показывают вычисления, вторая космическая скорость, или скорость убегания, стала бы в четыре раза больше. Будем мысленно продолжать уменьшать Землю и тем самым увеличивать скорость убегания. Представим себе сказочного великана, который сумел сжать земной шар до размеров спичечного коробка. Тогда Земля превратилась бы в чёрную дыру, так как даже лучи света не смогли бы оторваться от этого невероятно тяжёлого крошечного шарика! Если бы великан захотел превратить в чёрную дыру Солнце, ему пришлось бы сжать его в шар диаметром всего около 30 км. Великан мог бы создавать чёрные дыры и другим способом, собирая вместе в разных частях Вселенной множество проживших свою жизнь звёзд, планет и другого космического материала. В результате из таких сгустков могли бы получиться огромные чёрные дыры, причём очень-очень тяжёлые. На самом деле, как вы понимаете, чёрные дыры во Вселенной образуются иначе. Давайте попробуем разобраться, как это происходит.

СУДЬБА УМИРАЮЩИХ ЗВЁЗД

Любуясь красотой звёздного неба, можно подумать, что оно было таким всегда. Люди, жившие несколько тысяч лет назад, видели эти же звёзды и созвездия. Хотя сегодня мы знаем, что 50 или 100 тысяч лет назад созвездия выглядели несколько иначе. Но для нашей Вселенной, существующей миллиарды лет, сотня тысяч лет — лишь краткий миг. Напомним: возраст Земли — 4,5 миллиарда лет, возраст Солнца — приблизительно 5 миллиардов лет. Есть много планет и звёзд во Вселенной моложе или старше Земли, моложе или старше Солнца.

Наше светило — вполне взрослая звезда, находящаяся в расцвете сил. К счастью для землян, Солнце прошло лишь половину своего жизненного пути, а значит, ещё миллиарды лет будет обогревать Землю и другие планеты. Но астрономы уже сегодня знают, что ожидает Солнце в далёком будущем. Оно из жёлтой звезды, размеры которой не так уж велики, превратится в гигантскую красную звезду (см. «Наука и жизнь» № 4, 2008 г.). В дальнейшем оболочка красного гиганта начнёт медленно отделяться от центрального сжавшегося ядра. Удалившись от ядра, оболочка превратится в причудливую планетарную туманность, а на месте красного гиганта останется горячий белый карлик размером с Землю. В нашей Галактике открыто много белых карликов. Вещество, из которого они состоят, совершенно особенное. Если бы мы могли наполнить им чайную ложечку и взвесить её, то на Земле она весила бы около тонны!

А какая судьба уготована звёздам более тяжёлым, чем Солнце? Что их ждёт в далёком будущем? В конце жизни тяжёлая звезда может взорваться, или, как говорят астрономы, вспыхнуть, и на небе появится сверхновая звезда. В результате этого взрыва от звезды останутся очень плотное ядро и удаляющаяся от него оболочка.

Благодаря старинным летописям астрономы точно знают, когда, например, произошла вспышка сверхновой звезды, подарившая нам Крабовидную туманность (см. «Наука и жизнь» № 2, 2008 г.), внутри которой спряталась крохотная звезда, очень быстро вращающаяся вокруг своей оси. Такие звёзды называются нейтронными. Они значительно меньше белых карликов и сжаты ещё больше. Ложечка, наполненная веществом, из которого они состоят, весила бы много миллионов тонн!

При взрывах ещё более тяжёлых звёзд их ядра могут чудовищно сжаться и превратиться в чёрные дыры. Получается, что они представляют собой остатки умерших звёзд, поэтому их иногда называют звёздными чёрными дырами.

Отыскать чёрные дыры во Вселенной астрономам помогают «танцующие» пары звёзд или двойные звёзды (две звезды, обращающиеся вокруг общего центра масс). Представим, что одна из звёзд такой пары превратилась в чёрную дыру и притягивает к себе потоки частиц вещества второй звезды. Эти частицы не падают в чёрную дыру, а закручиваются вокруг неё и при этом сильно нагреваются. Сама чёрная дыра от этого не перестаёт быть невидимкой, но закрученное вокруг неё горячее вещество может быть обнаружено с помощью космических обсерваторий – специальных телескопов, установленных на искусственных спутниках Земли.

Ещё никто из землян не летал даже на самые близкие к нам планеты, мы не бывали ни на Марсе, ни на Венере. А астрономы пытаются представить себе, каким могло бы стать путешествие к далёкой чёрной дыре. Хотя совершенно ясно, что на самом деле никто никогда к ней не полетит, потому что приблизившийся к чёрной дыре звездолёт будет разорван силами тяготения.

ЧЁРНАЯ ДЫРА В ЦЕНТРЕ ГАЛАКТИКИ

Гигантские чёрные дыры могут образоваться в центре галактик, например в спиральных галактиках. Во Вселенной их много. Самая загадочная часть спиральной галактики — её ядро. Оно выглядит светлым пятнышком. Во многих галактиках такие «пятнышки» состоят из скопления звёзд и большого количества газа. Между тем существуют галактики, в ядрах которых из миллионов и миллиардов звёзд образовались огромные чёрные дыры. Чаще всего такие громадины, в миллиарды раз тяжелее Солнца, рождаются и живут в ядрах необычных галактик. Например, галактики, называемые активными, в отличие от прочих, в том числе и от спиральных галактик, ведут себя буйно и светят исключительно ярко. Но не так давно астрономы поняли, что чёрные дыры могут находиться в ядрах и таких «безобидных» галактик, как наша собственная Галактика.

Может быть, в центре Галактики вовсе не чёрная дыра, а, например, большущее скопление звёзд? Ещё недавно астрономы примерно так и думали, но сейчас поняли, что ошибались. Вычисления убедили их, что если бы в центре Галактики скопилось огромное количество звёзд, то они не смогли бы существовать в жуткой тесноте и постепенно разлетелись бы в разные стороны. То, что этого до сих пор не произошло, подтверждает, что в центре Галактики находится громадная чёрная дыра, которая весит столько же, сколько два-три миллиарда тяжёлых звёзд. Такие чёрные дыры называются сверхмассивными. На данный момент они обнаружены в нескольких сотнях галактик.

Открытие в центре Галактики чёрной дыры кого-то, может быть, и испугало. Но на самом деле пугаться нечего. Чёрная дыра опасна лишь для звёзд, находящихся вблизи неё. А Солнце и Солнечная система расположены далеко от центра Галактики, можно сказать, на её окраине. Луч света преодолевает это расстояние за несколько тысяч лет.

Может показаться, что изучать ядро нашей Галактики легче, чем центральные области других галактик, ведь находятся они намного дальше. Но всё не так просто, потому что центральные области Галактики скрыты от нас пылевой завесой, которая почти не пропускает световые лучи. Но другим лучам – пыль не помеха. Они помогают астрономам заглянуть внутрь Галактики и увидеть, что там творится. С помощью специальных наземных и космических телескопов ученые изучают движение звёзд, которым «посчастливилось» жить не очень далеко от чёрной дыры. Некоторые из них пролетают более тысячи километров в секунду! Похоже, это сверхмассивная чёрная дыра заставляет их мчаться с такой большой скоростью. Для сравнения: наша Земля тоже очень быстро летит по своей орбите, но её скорость «всего» 30 км/с.

Чёрная дыра в центре Галактики так велика, что, наверное, не поместилась бы во всей Солнечной системе. К счастью, характер у неё довольно спокойный. Она дремлет, лениво пожирая всё, что на неё упадет. Это в основном «неосторожные» звёзды и газ, которого очень много в межзвёздном пространстве. Хорошо, что наша чёрная дыра не буйствует, как её сестры в активных галактиках. Можно сказать, что мы живём в нормальной Галактике и сверхмассивная чёрная дыра в её центре тоже нормальная. И это просто замечательно!

Описан подробный сценарий уничтожения Земли черной дырой | Статьи | 21.06.2022

Если черная дыра «дотянется» до Земли, то планета неизбежно будет разорвана на части воздействием гравитации. Однако слишком сильно волноваться не стоит – Землю скорее поглотит Солнце, чем произойдет столкновение с ужасающим космическим объектом. К подобным выводам пришли профессор физического факультета Университета Род-Айленда Дуг Гобьель и доцент кафедры физики и астрономии Университета Клемсона Джонатан Зрейк в статье для издания Newsweek.

Шансы встречи с черной дырой

Примерно через 5 миллиардов лет Солнце должно уничтожить нашу родную планету. И за это время людям едва ли придется лицезреть черную дыру. Во Вселенной относительно много достаточно больших и плотных объектов, включая планеты, звезды и связанные с ними остатки. Но случайную встречу двух таких объектов представить крайне сложно из-за огромного расстояния между ними.

«Если не брать в расчет сверхразвитую цивилизацию с практически неограниченными ресурсами и энергией, которая намеренно «запустит» черную дыру в Солнечную систему, такое столкновение настолько маловероятно, что практически равно к нулю», – пояснил Гобьель. По его словам, человечество мало переживает о звездах, способных пройти через Солнечную систему.

Ученый напомнил, что звезды иногда сближаются и «выбивают несколько комет» из дальних оконечностей Солнечной системы – Облака Оорта. Аналогичное поведение можно ожидать и от других блуждающих объектов.

Специалисты также развеяли страх о том, что ближайшие к Солнечной системе черные дыры способны серьезно повлиять на людей. Расстояние до V616 Monocerotis превышает 3 тысячи световых лет – слишком велико для «близкого соседства.»

«Даже если черная дыра поглотит свою звезду – близнеца, ее массы не хватит ни на что иное, кроме нескольких вспышек радиации. На таком расстоянии от Земли мы вообще заметим это лишь с помощью мощных инструментов. А воздействие на Землю и вовсе будет нулевым», – уверен Гобьель.

Теоретически в черную дыру может превратиться звезда Бетельгейзе, вторая по яркости в созвездии Ориона. Она находится в конце цикла своей жизни и примерно в ближайшие 10 тысяч лет способна превратиться в сверхновую с дальнейшей трансформацией. Но и Бетельгейзе располагается на расстоянии около 500 световых лет, слишком много для воздействия на Землю. Даже большая черная дыра должна подлететь к Земле ближе Нептуна, чтобы оказать гравитационное воздействие.

Фото: © commons.wikimedia.org/ESO/L. Calçada (CC BY 4.0)

Сценарий уничтожения Земли

Ученые объясняют, что черные дыры вовсе не похожи на «космические пылесосы», которые уверенно поглощают все на своем пути.

«Вообще говоря, черные дыры поглощают материю ужасно плохо. Ответ на вопрос, почему черные дыры до сих пор не поглотили Вселенную, в том, что они в большинстве случаев крайне неэффективны и плохо растут», – говорит профессор.

Но если ей удастся подкрасться достаточно близко, то черная дыра спокойно разорвет Землю на части. И это может произойти по такому сценарию:

• Земля лишится атмосферы и океанов;
• расплавленный металл хлынет из мантии прямиком в космос;
• обломки Земли попадут на орбиту черной дыры и превратятся в ионизированный газ;
• газ образует вокруг дыры аккреционный диск, большая часть будет поглощена за несколько часов или дней;
• энергия разрядится в космос мощными потоками плазмы и даст высокоэнергетическое излучение.

Фото: © Использованы материалы: Global Look Press/Christian Ohde/face to face, ТАСС

Однако такой сценарий также считается маловероятным. Чуть правдоподобнее смотрится приближение черной дыры на дистанцию, откуда она сможет влиять на земную жизнь. Объект способен возмутить орбиту, изменить климат или сместить к планете огромное количество обломков Солнечной системы – астероидов, комет и спутников. И уже тут избежать космической бомбардировки будет непросто. Гобьель считает, что в таком случае жизнь на Земле сохранится, но планете придется распрощаться с человечеством и другими многоклеточными видами.

От «темного солнца» к поющим черным дырам

Несмотря на то что черные дыры то и дело мелькают в научных статьях и фантастических фильмах, человечество все еще не до конца понимает их природу. Приводим несколько интересных фактов про историю исследования черных дыр:

• в 1784 году английский естествоиспытатель и теолог Джон Мичелл привел необычную гипотезу.  Он предположил существование так называемого темного солнца – звезды с такой силой притяжения, которая не позволяет свету вырваться наружу;
• о «замороженных звездах» в начале XX века писал ученый Карл Шварцшильд. При помощи уравнений Альберта Эйнштейна он описал «невозможные» сферические сверхмассивные области пространства. В новой модели до нуля замедлялось течение времени, а не просто скорость света;
• к середине века странными объектами заинтересовались фантасты. В романе «Шпага Рианнона» появился «пузырь тьмы» – космическое нечто с невероятной гравитацией, позволяющий путешествовать во времени;
• классическое название «черная дыра» появилось чуть позже. Термином стали пользоваться журналисты, а в активный оборот его ввела Энн Юинг, выступившая в 1964 году с докладом «Черные дыры в космосе»;
• черные дыры способны сталкиваться и сливаться, после чего образуются гигантские объекты в миллиарды солнечных масс;
• центр черной дыры называется сингулярностью. И туда лучше не попадать: в этой точке масса сжимается до почти нулевого объема, обладая почти бесконечной плотностью и невероятной гравитационной силой;
• черные дыры способны издавать звуки. А бельгийский ученый Валерий Вермелен даже записал целый альбом на основе «имитационных моделей». Автор утверждает, что треки погружают слушателей в атмосферу гравитационной сингулярности;
• в 2019 году астрономы сумели впервые в истории показать, как выглядит черная дыра. Сделать снимок объекта Стрелец А* в центре Млечного пути удалось благодаря проекту Event Horizon Telescope;
• в 2020 году астрономы из России увидели момент разрыва звезды черной дырой.

Что будет, если Земля столкнется с черной дырой

Комсомольская правда

НаукаНаука: Клуб любознательных

Светлана КУЗИНА

17 июля 2012 1:00

Физики рассчитали последствия космического катаклизма

Черные дыры невидимы. Ученые судят об их существовании лишь по излучению, которое испускают падающие в них и разогревающиеся при этом космические тела.

КОСМИЧЕСКИЕ НЕВИДИМКИ

Одна из популярных сегодня страшилок гласит: в нашу планету может врезаться черная дыра. Что останется от Земли, если такое и в самом деле произойдет? Ведь ученые, на удивление, не считают подобный катаклизм фантастическим.

Напомним, что астрофизики называют черными дырами области пространства-времени с необычайно сильным гравитационным полем. Что бы туда ни попало, обратно оно не вернется. Это касается даже света. Вот почему черные дыры и получили свое название: тело, поглощающее весь свет, падающий на него, и не испускающее собственного, кажется абсолютно черным.

До сих пор речь шла лишь о гигантских дырах, которые, как правило, располагаются в центре галактик. И образуются при коллапсе светил. Если на пути нашей планеты попадется гигантский монстр, ей, конечно, не выжить — сожрет. Хотя вероятность подобной встречи крайне мала — на грани теоретической. Оказывается, куда больше шансов столкнуться с «меньшим братом» гиганта.

В последнее время появились гипотезы, которые расширили «дырявое семейство». Мол, сразу после Большого взрыва — почти 14 миллиардов лет назад, — наравне с колоссальными возникли и микроскопические черные дыры — эдакие дырочки диаметром много меньше атома. Тем не менее вещество такой крохотули настолько плотное, что она, по мнению ученых, может весить, как астероид с поперечником в несколько сотен метров, — миллиарды тонн.

Астрофизики предполагают: «дырочки-тяжеловесы» вполне могут врезаться в Землю, подлетая со скоростью 200 — 400 километров в секунду. Что при этом произойдет?

«ДТП» НА СОЛНЦЕ

Казалось бы, черная дыра, пусть даже крохотная — размером с атомную частицу, но очень тяжелая — в миллиарды тонн, должна разнести нашу планету вдребезги. Но ученые, на удивление, так не считают.

— Результатом встречи будет сейсмическая волна, которая достигнет всех точек поверхности планеты примерно одновременно, — уверяют профессора Шраван Ханасоуг и Ян Ло из Принстонского университета. — Столкновение приведет к относительно небольшому землетрясению магнитудой 4. В его эпицентре лишь могут вздрогнуть стекла окон, задрожат здания. Но разрушения вряд ли произойдут.

Кроме того, ученые определили: миниатюрные черные дыры врезаются непосредственно в Землю примерно раз в 10 миллионов лет. А вот рядом «малышки» пролетают гораздо чаще: раз в 100 тысяч лет.

— Крошечные дыры трудно засечь, — признается профессор Ханасоуг. — Пока удается лишь обнаруживать столкновения их с Солнцем. Во время подобных «ДТП» оно начинает слегка вибрировать на ультразвуковых частотах.

Идею поиска миниатюрных черных дыр недавно предложил коллектив ученых под руководством Иосифа Хрипловича из новосибирского Института ядерной физики имени Будкера. По их расчетам, пролет миниатюрной дыры сквозь Землю должен сопровождаться звуковой волной, а также образованием особого радиоактивного следа в толще планеты.

ВЗРЫВ НАД ТУНГУСКОЙ

Эти исследования навели ученых на одну удивительную гипотезу: Тунгусский метеорит, который якобы упал в эвенкийской тайге в 1908 году, вовсе не был метеоритом. И не кораблем пришельцев, как утверждают некоторые уфологи. Катастрофа стала результатом столкновения Земли с черной дырой! Удар был такой силы, что более 2000 квадратных километров леса у реки Подкаменная Тунгуска повалило, как траву.

Альберт Джексон и Майкл Риан, сотрудники отдела теории относительности Техасского университета, еще в 1973 году предположили: миниатюрная черная дыра вошла в Землю в Центральной Сибири, прошила планету насквозь и вышла в районе Северной Атлантики.

В то время — почти 40 лет назад — гипотеза американцев показалась совсем уж невероятной. И была дружно отвергнута коллегами. Хотя причину катаклизма в российской глуши астрономы так и не нашли. Они до сих пор деликатно обходят тему, называя событие тунгусским явлением.

— Похоже, что Земля сталкивается с крохотными черными дырами гораздо чаще, чем предполагалось ранее, — говорит профессор Кэтрин Мак из Университета Кембриджа, опубликовавшая результаты своего исследования в научном журнале New Scientist. — Эти столкновения способны вызывать и взрывы, и землетрясения.

— Если эти невидимые черные дыры размером с атом столкнутся с человеком, они могут его убить? — спросила я у знакомого астронома, пожелавшего остаться неизвестным, потому что вопрос показался не очень научным.

— Из самых общих соображений можно предположить, что действие будет подобно выстрелу, — объяснил он мне. — Если «пуля» не заденет жизненно важные области организма, то, думаю, это будет не смертельно. Но замечу: за все время наблюдений не было ни одного случая попадания метеорита в человека. А уж метеоритов гораздо больше в окрестностях Земли, чем миниатюрных черных дыр.

Людмила Машонкина.

КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТА

Доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Института астрономии РАН Людмила Машонкина:

— Еще в конце 1960-х — начале 1970-х теоретики — Зельдович, Новиков, Хокинг — предсказали образование мелких черных дыр сразу после Большого взрыва. Маленькие, так называемые первичные, черные дыры могут быть той темной материей, природу которой пока безуспешно пытаются понять ученые. Если эти черные дыры «выжили» за время существования Вселенной, то время от времени они действительно должны сталкиваться с нашей планетой, с Солнцем и другими небесными телами.

Столкнувшись с Землей, первичная черная дыра прошивает всю планету насквозь примерно за минуту. Опознать это событие можно по сферическим волнам, которые возникают в недрах. Они отличаются от тех сейсмических волн, порожденных обычными землетрясениями. Приборы смогут выделить уникальный сигнал.

Что касается Тунгусского метеорита, то гипотеза Джексона и Риана была отвергнута, в частности, потому что не было обнаружено каких-либо последствий в месте выхода первичной черной дыры из Земли. Но действительно причину этой катастрофы ученые до сих пор не нашли.

Возрастная категория сайта 18+

Сетевое издание (сайт) зарегистрировано Роскомнадзором, свидетельство Эл № ФС77-80505 от 15 марта 2021 г. Главный редактор — Сунгоркин Владимир Николаевич. Шеф-редактор сайта — Носова Олеся Вячеславовна.

Сообщения и комментарии читателей сайта размещаются без
предварительного редактирования. Редакция оставляет за собой
право удалить их с сайта или отредактировать, если указанные
сообщения и комментарии являются злоупотреблением свободой
массовой информации или нарушением иных требований закона.

АО «ИД «Комсомольская правда». ИНН: 7714037217 ОГРН: 1027739295781
127015, Москва, Новодмитровская д. 2Б, Тел. +7 (495) 777-02-82.

Исключительные права на материалы, размещённые на интернет-сайте
www.kp.ru, в соответствии с законодательством Российской
Федерации об охране результатов интеллектуальной деятельности
принадлежат АО «Издательский дом «Комсомольская правда», и не
подлежат использованию другими лицами в какой бы то ни было
форме без письменного разрешения правообладателя.

Приобретение авторских прав и связь с редакцией: kp@kp. ru

Астрономы показали первое изображение черной дыры в сердце нашей Галактики

Астрономы представили первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре нашей собственной галактики Млечный Путь. Этот результат предоставляет убедительные доказательства того, что объект действительно является черной дырой, и дает ценные сведения о работе таких гигантов, которые, как считается, находятся в центре большинства галактик. Изображение было создано глобальной исследовательской группой под названием Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration с использованием наблюдений всемирной сети радиотелескопов.

Изображение представляет собой долгожданный взгляд на массивный объект, который находится в самом центре нашей галактики. Ранее ученые видели звезды, вращающиеся вокруг чего-то невидимого, компактного и очень массивного в центре Млечного Пути. Это убедительно свидетельствует о том, что этот объект, известный как Стрелец A* (Sgr A*, произносится как «sadge-ay-star»), является черной дырой, и сегодняшнее изображение дает первое прямое визуальное свидетельство этого.

Хотя мы не можем видеть саму черную дыру, потому что она совершенно темная, светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область (называемую «тенью»), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца.

« Мы были ошеломлены тем, насколько хорошо размер кольца согласуется с предсказаниями общей теории относительности Эйнштейна», — сказал ученый проекта EHT Джеффри Бауэр из Института астрономии и астрофизики Академии Синика, Тайбэй. «Эти беспрецедентные наблюдения значительно улучшили наше понимание того, что происходит в самом центре нашей галактики, и предложили новое понимание того, как эти гигантские черные дыры взаимодействуют со своим окружением». Результаты группы EHT публикуются сегодня в специальном выпуске The Astrophysical Journal Letters.

Поскольку черная дыра находится на расстоянии около 27 000 световых лет от Земли, нам кажется, что в небе она имеет примерно такой же размер, как пончик на Луне. Чтобы получить его изображение, команда создала мощный EHT, который соединил восемь существующих радиообсерваторий по всей планете, чтобы сформировать единый виртуальный телескоп размером с Землю [1]. EHT наблюдал Sgr A * несколько ночей, собирая данные в течение многих часов подряд, подобно использованию длинной выдержки на камере.

Прорыв последовал за коллаборацией EHT в 2019 году.выпуск первого изображения черной дыры, названной M87*, в центре более далекой галактики Мессье 87.

Две черные дыры выглядят поразительно похожими, хотя черная дыра нашей галактики более чем в тысячу раз меньше и менее массивна, чем M87* [2]. «У нас есть два совершенно разных типа галактик и две очень разные массы черных дыр, но вблизи края этих черных дыр они выглядят поразительно похожими», — говорит Сера Маркофф, сопредседатель Научного совета EHT и профессор теоретической астрофизики в Университете Амстердама, Нидерланды. «Это говорит нам о том, что общая теория относительности управляет этими объектами вблизи, и любые различия, которые мы видим дальше, должны быть связаны с различиями в материале, окружающем черные дыры».

Это достижение было значительно сложнее, чем для M87*, хотя Sgr A* гораздо ближе к нам. Ученый EHT Чи-Кван (ЧК) Чан из Обсерватории Стюарда и Департамента астрономии и Института науки о данных Аризонского университета, США, объясняет: «Газ в окрестностях черных дыр движется с той же скоростью, что и — почти со скоростью света — вокруг Sgr A* и M87*. Но там, где газу требуется от нескольких дней до нескольких недель, чтобы совершить оборот вокруг большего M87*, в гораздо меньшем Sgr A* он совершает полный оборот за считанные минуты. Это означает, что яркость и структура газа вокруг Sgr A* быстро менялись, пока коллаборация EHT наблюдала за ним — что-то вроде попытки сделать четкий снимок щенка, который быстро гоняется за своим хвостом».

Исследователям пришлось разработать новые сложные инструменты, которые учитывали бы движение газа вокруг Sgr A*. В то время как M87* была более легкой и устойчивой целью, и почти все изображения выглядели одинаково, это не относится к Sgr A*. Изображение черной дыры Sgr A* представляет собой среднее значение различных изображений, извлеченных командой, и, наконец, впервые показывает гиганта, скрывающегося в центре нашей галактики.

Это стало возможным благодаря изобретательности более 300 исследователей из 80 институтов по всему миру, которые вместе составляют коллаборацию EHT. В дополнение к разработке сложных инструментов для решения проблем с визуализацией Sgr A*, команда усердно работала в течение пяти лет, используя суперкомпьютеры для объединения и анализа своих данных, одновременно собирая беспрецедентную библиотеку смоделированных черных дыр для сравнения с наблюдениями.

Ученые особенно взволнованы тем, что наконец-то получили изображения двух черных дыр очень разных размеров, что дает возможность понять, как они сравниваются и контрастируют. Они также начали использовать новые данные для проверки теорий и моделей поведения газа вокруг сверхмассивных черных дыр. Этот процесс еще не до конца изучен, но считается, что он играет ключевую роль в формировании и эволюции галактик.

«Теперь мы можем изучить различия между этими двумя сверхмассивными черными дырами, чтобы получить новые ценные сведения о том, как работает этот важный процесс», сказал ученый EHT Кейичи Асада из Института астрономии и астрофизики, Academia Sinica, Тайбэй. «У нас есть изображения двух черных дыр — одного на большом конце и одного на маленьком конце сверхмассивных черных дыр во Вселенной — так что мы можем пойти намного дальше в тестировании того, как гравитация ведет себя в этих экстремальных условиях, чем когда-либо прежде».

Прогресс в области EHT продолжается: в марте 2022 года в рамках крупной наблюдательной кампании было задействовано больше телескопов, чем когда-либо прежде. Продолжающееся расширение сети EHT и значительные технологические обновления позволят ученым в ближайшем будущем делиться еще более впечатляющими изображениями и видеороликами черных дыр.

Примечания

[1] Отдельными телескопами, участвовавшими в EHT в апреле 2017 года, когда проводились наблюдения, были: Атакамская большая миллиметровая/субмиллиметровая решетка (ALMA), Atacama Pathfinder Experiment (APEX), 30-метровый телескоп IRAM, Джеймс Телескоп Клерка Максвелла (JCMT), Большой миллиметровый телескоп Альфонсо Серрано (LMT), Субмиллиметровая решетка (SMA), Субмиллиметровый телескоп UArizona (SMT), Телескоп Южного полюса (SPT). С тех пор EHT добавила к своей сети Гренландский телескоп (GLT), Северную расширенную миллиметровую решетку (NOEMA) и 12-метровый телескоп UArizona на Китт-Пик.

ALMA является партнерством Европейской южной обсерватории (ESO; Европа, представляющая свои государства-члены), Национального научного фонда США (NSF) и Национальных институтов естественных наук (NINS) Японии вместе с Национальным исследовательским советом (Канада). ), Министерством науки и технологий (МОСТ; Тайвань), Институтом астрономии и астрофизики Academia Sinica (ASIAA; Тайвань) и Корейским институтом астрономии и космических наук (KASI; Республика Корея) в сотрудничестве с Республикой Чили. Объединенная обсерватория ALMA управляется ESO, Associated Universities, Inc./Национальной радиоастрономической обсерваторией (AUI/NRAO) и Национальной астрономической обсерваторией Японии (NAOJ). APEX, результат сотрудничества между Институтом радиоастрономии им. Макса Планка (Германия), Космической обсерваторией Онсала (Швеция) и ESO, управляется ESO. 30-метровый телескоп находится в ведении IRAM (организациями-партнерами IRAM являются MPG (Германия), CNRS (Франция) и IGN (Испания)). JCMT управляется Восточноазиатской обсерваторией от имени Центра астрономической меганауки Китайской академии наук, NAOJ, ASIAA, KASI, Национального института астрономических исследований Таиланда и организаций в Соединенном Королевстве и Канаде. LMT эксплуатируется INAOE и UMass, SMA эксплуатируется Центром астрофизики | Harvard & Smithsonian и ASIAA, а также UArizona SMT находятся в ведении Университета Аризоны. SPT управляется Чикагским университетом со специализированным оборудованием EHT, предоставленным Аризонским университетом.

Гренландский телескоп (GLT) управляется ASIAA и Смитсоновской астрофизической обсерваторией (SAO). GLT является частью проекта ALMA-Taiwan и частично поддерживается Academia Sinica (AS) и MOST. NOEMA находится в ведении IRAM, а 12-метровый телескоп UArizona в Китт-Пик находится в ведении Университета Аризоны.

[2] Черные дыры — единственные известные нам объекты, масса которых зависит от размера. Черная дыра в тысячу раз меньше другой и в тысячу раз менее массивна.

Дополнительная информация

Консорциум EHT состоит из 13 заинтересованных институтов; Институт астрономии и астрофизики Academia Sinica, Аризонский университет, Центр астрофизики | Гарвардский и Смитсоновский институт, Чикагский университет, Восточноазиатская обсерватория, Университет Гёте во Франкфурте, Миллиметрический институт радиоастрономии, Большой миллиметровый телескоп, Радиоастрономический институт им. Макса Планка, Массачусетский технологический институт обсерватории Хейстек, Национальная астрономическая обсерватория Японии, Институт теоретической физики периметра и Университет Рэдбауд.

Контакт

Джеффри Бауэр
Научный сотрудник проекта EHT
Институт астрономии и астрофизики, академический Синика, Тайбэй
Электронная почта: [email protected]

Huib Jan van Langevelde
Директор проекта EHT,
JIVE и Университет Лейдена, Нидерланды
Электронная почта: langevelde@jive. eu

Первое изображение черной дыры в центре Млечного Пути

Это первое изображение Стрельца A* (или сокращенно Sgr A*), сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики. Это первое прямое визуальное свидетельство присутствия этой черной дыры. Он был захвачен Телескопом горизонта событий (EHT), массивом, который соединил восемь существующих радиообсерваторий по всей планете, чтобы сформировать единый виртуальный телескоп «размером с Землю». Телескоп назван в честь «горизонта событий», границы черной дыры, за которую не может выйти свет.

Хотя мы не можем видеть сам горизонт событий, потому что он не может излучать свет, светящийся газ, вращающийся вокруг черной дыры, обнаруживает контрольную сигнатуру: темную центральную область (называемую «тенью»), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Новый вид фиксирует свет, искривленный мощной гравитацией черной дыры, которая в четыре миллиона раз массивнее нашего Солнца. Изображение черной дыры Sgr A* представляет собой среднее значение различных изображений, полученных коллаборацией EHT из наблюдений 2017 года.

Кредит: Сотрудничество EHT

Изображение в полном разрешении: Квадрат: [ TIFF | JPEG ] Широкий фон: [ TIFF | JPEG]

Создание изображения черной дыры в центре Млечного Пути

Коллаборация Event Horizon Telescope (EHT) создала единое изображение (верхний кадр) сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики, названной Стрелец A* (или Sgr A* для краткости), путем объединения изображений, извлеченных из наблюдений EHT. .

Основное изображение было получено путем усреднения тысяч изображений, созданных с использованием различных вычислительных методов, и все они точно соответствуют данным EHT. Это усредненное изображение сохраняет особенности, которые чаще всего наблюдаются на различных изображениях, и подавляет особенности, которые проявляются нечасто.

Изображения также могут быть сгруппированы в четыре группы на основе схожих признаков. Усредненное репрезентативное изображение для каждого из четырех кластеров показано в нижнем ряду. Три скопления имеют кольцевую структуру, но с разным распределением яркости вокруг кольца. Четвертый кластер содержит изображения, которые также соответствуют данным, но не выглядят кольцевыми.

Гистограммы показывают относительное количество изображений, принадлежащих каждому кластеру. В каждый из первых трех кластеров попали тысячи изображений, а четвертый, самый маленький кластер, содержит всего сотни изображений. Высота столбцов указывает относительный «вес» или вклад каждого кластера в усредненное изображение вверху.

Изображение предоставлено: сотрудничество EHT

Изображение в полном разрешении: [TIFF | JPEG]

Примечание. Если не указано иное, изображения и видео из EHT, а также тексты пресс-релизов, объявлений, изображений недели, сообщений в блогах и подписей доступны под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License и могут -исключительная основа может быть воспроизведена без платы при условии, что кредит четкий и видимый. Лицензия разрешает адаптацию материала, но любая адаптация не влияет на использование оригинального материала EHT другими лицами по лицензии Creative Commons и не препятствует этому.

Институциональные пресс-релизы (в алфавитном порядке):

• Academia Sinica Институт астрономии и астрофизики
• Большой миллиметровый/субмиллиметровый массив Atacama
• Проект камеры черной дыры
• Калифорнийский технологический институт
• центр астрофизики | Гарвард и Смитсоновский институт
• Европейская южная обсерватория
• Миллиметрический институт радиоастрономии
• Институт перспективных исследований
• Instituto Nacional de Astronomía, Optica y Electrónica
• Объединенный институт РСДБ-ERIC
• Массачусетский Институт Технологий
• Национальная астрономическая обсерватория Японии
• Национальная радиоастрономическая обсерватория
• Национальный научный фонд
• Университет Радбауд Неймеген
• Шанхайская астрономическая обсерватория
• Университет Аризоны
• Чикагский университет
• Массачусетский университет в Амхерсте
• Техасский университет в Сан-Антонио

Пресс-конференции по всему миру (видеозапись):

• Гархинг, Германия – Европейская южная обсерватория
• Мадрид, Испания — Высший совет научных исследований
• México DF, Мексика — Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología
• Рим, Италия — Национальный институт астрофизики
• Сантьяго-де-Чили — Обсерватория ALMA
• Вашингтон, округ Колумбия, США — Национальный научный фонд
• Тайбэй — Институт астрономии и астрофизики Academia Sinica
• Токио, Япония — Национальная астрономическая обсерватория Японии

Дополнительный материал:

• Карта сотрудничества EHT, включая все телескопы и учреждения, участвующие в наблюдательной кампании (кредит: Ян Родер, MPIfR)
• Видео:
  • Знакомьтесь, Sgr A*: приближение к черной дыре в центре нашей галактики (Европейская южная обсерватория)
  • Как сфотографировать черную дыру Млечного Пути: Стрелец A* (Калифорнийский технологический институт)
  • Главное: первое в истории изображение черной дыры Млечного Пути (Национальный научный фонд)
  • Представляем Стрельца A * (Национальный научный фонд)
  • EHT-изображение черной дыры в SgrA * — ученые MPIfR рассказывают историю (Max-Planck-Institut für Radioastronomie)
  • Создание изображения черной дыры в центре Млечного Пути (Гете-Университет Франкфурта)
  • Моделирование: как газ вращается вокруг черной дыры в центре нашего Млечного Пути (Гете-Университет Франкфурта)
  • Захватывающее путешествие в нашу черную дыру (Black Hole PIRE, Аризонский университет) — переводы на испанский, кантонский, немецкий, японский и китайский языки.
  • Физика в масштабе горизонта вокруг Стрельца A * (Black Hole PIRE, Аризонский университет)
• Дополнительные визуальные эффекты можно найти здесь.

Таинственная «Планета 9», скрывающаяся в нашей Солнечной системе, может быть черной дырой размером с грейпфрут

Иллюстрация показывает, как может выглядеть Планета 9, вращающаяся далеко от нашего Солнца. Теперь по крайней мере два физика считают, что эта картина неверна и на самом деле это черная дыра.
(Изображение предоставлено НАСА)

Два физика считают, что нам следует проверить, не прячется ли в нашей Солнечной системе древняя черная дыра размером с грейпфрут. И этот крошечный тяжелый объект на самом деле может занять место теоретической планеты, которая, по мнению некоторых исследователей, может притягивать другие объекты в нашей Солнечной системе, так называемую Планету 9..

Значит ли это, что в нашем уголке космоса действительно скрывается черная дыра? Нет, говорят исследователи.

Но они собрали аргументы в пользу его существования, которые, по их мнению, достаточно убедительны, чтобы на них стоило обратить внимание.

Вот как это происходит:

Далеко во внешних пределах Солнечной системы, за пределами орбиты Нептуна, нашей самой далекой из известных планет, есть горстка маленьких объектов, которые ведут себя странно. Эти «транс-нуптунские объекты» (ТНО) собираются вместе необычным образом, и они имеют тенденцию вращаться вокруг осей, которые указывают на одну широкую полосу неба, вдали от более крупных известных планет. Кроме того, критически важно, что TNO вращаются в другой плоскости, чем восемь известных планет. Это говорит о том, что что-то еще притягивает их своей гравитацией.

Похожие: 12 самых странных объектов во Вселенной Земля и следование по шаткой орбите, которая уносит ее во много сотен раз дальше Земли от Солнца. Это странная теория, которую обычно называют «Планетой 9», но к которой астрономы относятся серьезно. Охота за Планетой 9 продолжается уже много лет, и астрономы используют видимый свет и инфракрасные телескопы для сканирования самых отдаленных частей Солнечной системы.

«Мы поняли, что гравитация является важным фактором», — сказал Якуб Шольц, физик из Даремского университета в Англии и один из двух астрономов, стоявших за этой идеей. «Это не обязательно должна быть планета. Самое приземленное или, может быть, самое разумное объяснение состоит в том, что это планета. Но как физики-теоретики мы знаем, что космология ранней Вселенной может очень легко ввести ряд очень интересных новых теоретических тела — одно из которых… это первичные черные дыры».

Первичные черные дыры разные

Обычно, когда мы говорим о черных дырах, мы имеем в виду огромные объекты, образовавшиеся, когда гигантские звезды коллапсируют сами в себя, запирая свои массы в бесконечно плотных сингулярностях, окруженных гигантскими «горизонтами событий», из которых не может вырваться ни один свет . Но некоторые космологи считают, что в первые мгновения существования Вселенной, когда все было горячим и плотным и устремлялось прочь от Большого Взрыва, а звезд еще не образовалось, черные дыры уже появлялись.

Связанный: От Большого Взрыва до наших дней: Снимки нашей Вселенной во времени

Эти первобытные призраки сотворения Вселенной должны были сформироваться, когда куски той ранней материи были сжаты вместе так плотно, что они сконденсировались в сингулярности.

«Эта часть Вселенной настолько плотная, что просто превращается в черную дыру», — сказал Шольц в интервью Live Science.

Эти черные дыры должны быть меньше, чем звездные черные дыры, образовавшиеся в результате коллапса массивных звезд, сказал Джеймс Анвин, физик из Чикагского университета и соавтор статьи. И согласно некоторым моделям, они будут всего в несколько раз тяжелее Земли.

Черная дыра такой массы ни на что не похожа, сказал Анвин. Его горизонт событий будет крошечным — размером с грейпфрут, если он в пять раз больше массы Земли, и размером с шар для боулинга, если он в 10 раз больше массы Земли. Но гравитация есть гравитация. Если бы ПЧД нашла путь в нашу солнечную систему, эта черная дыра вращалась бы вокруг Солнца, как планета, и притягивала бы карликовые планеты и астероиды, как это делала бы теоретическая Планета 9. Не было бы никакого способа отличить гравитацию планеты от гравитации первичной черной дыры той же массы.

Изображение из бумаги показывает точный масштаб горизонта событий черной дыры, если она равна пяти массам Земли. (Примечание: вероятно, он не будет отображаться в точном масштабе на вашем устройстве, но представьте, насколько большим он будет выглядеть, если вы распечатаете его так, чтобы пустое пространство было точно таким же, как лист бумаги из вашего принтера.) (Изображение предоставлено) : Якуб Шольц и Джеймс Анвин)

Те же самые модели, которые создают первичные черные дыры, по словам Анвина, также предлагают лучшее объяснение того, как механизм Хиггса (считается, что он наделяет массой все частицы) и другие основные физические явления появились во Вселенной. Так что есть все основания полагать, что эти вещи существуют, независимо от того, оказались ли они с тех пор в нашей Солнечной системе или в любой другой звездной системе. Но никто так и не нашел его.

Связанный: 9 идей о черных дырах, которые поразят вас

Черные дыры, преломляющие свет

Тем не менее, есть некоторые недавние доказательства того, что они могут действительно существовать, сказал Анвин.

«Я думаю, что это довольно малоизвестно в сообществе, — сказал Анвин, — и мы действительно пытаемся привлечь к этому всеобщее внимание».

В Польше проводится эксперимент под названием Эксперимент с оптическим гравитационным линзированием (OGLE). Он сканирует небо в поисках свидетельств гравитационного «микролинзирования» — мест в космосе, где гравитация планеты или какого-либо другого объекта искривила траекторию луча света, заставив его попасть на Землю. В случае со звездами, изученными OGLE, это искривление света выглядит так, будто звезда на мгновение становится ярче.

Но OGLE сообщил о чем-то странном, сказали они. Шесть раз он зафиксировал очень короткие события микролинзирования продолжительностью менее 0,3 дня, что наводит на мысль об очень быстро движущихся объектах массой от 0,5 до 20 масс Земли, проносящихся мимо звезд. Анвин сказал, что это не то, как планеты выглядят в OGLE, и есть веские основания подозревать, что эти шесть объектов могут быть первичными черными дырами. (Еще одна возможность — это очень быстро движущиеся «свободно плавающие планеты», движущиеся вокруг звездных систем, но современные планетарные модели не предсказывают, что много таких планет вращается вокруг Вселенной.)

Если эти шесть объектов были маленькими древними черными дырами, сказал Шольц, то это означает, что такие черные дыры не так уж редки во Вселенной. «Вы не ожидаете, что они появятся в каждой звездной системе», — сказал он. И большинство из них будет свободно парить в космосе. Но это не будет ужасно шокирующим, если нашей системе повезет и она подхватит один из них, сказал он.

Теория черной дыры «Планета 9» объясняет две загадки: аномалию транснептунового объекта и аномалию OGLE.

«Эти две вещи указывают на один и тот же диапазон масс», сказал Анвин. «Это то, что нас очень взволновало».

«Это главное», — добавил Шольц. «Отсутствующая планета имеет массу где-то между пятью и 20 массами Земли, а данные OGLE указывают где-то между 0,5 и 20 массами Земли. Так что это настоящее совпадение».

Если аномалия TNO действительно окажется черной дырой, сказал Анвин, это очень важно. Это докажет существование первобытных черных дыр и установит для них диапазон масс, который объяснит, когда именно в истории Вселенной они образовались, а затем объяснит, как возникло множество других элементов физики.

Означает ли это, что либо исследователь убежден, что в нашей Солнечной системе есть черная дыра, либо даже думает, что она, вероятно, существует? Нет, сказали оба. Возможно, что аномалия TNO на самом деле не указывает ни на один тяжелый объект, или что аномалия OGLE является случайностью или результатом неисправного оборудования.

Планета 9 вообще существует?

Некоторые астрономы сомневаются, что там вообще что-то есть.

«Я недостаточно знаю о первичных черных дырах [первичных черных дырах], чтобы понять, насколько правдоподобно существование одной из них в далекой Солнечной системе», — сказал Натан Кайб, астроном из Университета Оклахомы, который был t участвовал в работе Анвина и Шольца. «Однако я скажу, что несколько скептически отношусь к необходимости Планеты 9..»

Орбитальная аномалия TNO (транснептунового объекта) кажется реальной, сказал он, но эта идея о планете, скрывающейся за пределами TNO, не объясняет ее так хорошо. И, как он написал в статье

Связанные с: 11 увлекательных фактов о нашей галактике Млечный Путь

«Это оставляет меня несколько скептически отношусь к существованию планеты, и если предполагается, что ПЧД производит те же … эффекты, что и планета, я думаю, я бы тоже отнесся к этому столь же скептически, но это совершенно не зависит от идеи самих ПЧД. , — сказал Кайб.0005

Но некоторые астрономы до сих пор считают, что там есть планета. И эти доказательства достаточно убедительны, и охота за планетой продолжается достаточно долго, сказал Анвин, поэтому, по крайней мере, стоит выяснить, не вызывает ли эффект какой-то планетоподобный объект, который не является планетой.

Один из способов проверки, предложенный ими в еще не прошедшей рецензирование статье, размещенной онлайн на сервере препринтов arXiv, состоит в том, чтобы искать признаки «аннигиляции темной материи». Теории ПЧД предполагают, что они будут окружены плотными ореолами темной материи, которые могут сохраниться частично нетронутыми даже после миллиардов лет блужданий по Вселенной. А некоторые теории темной материи предполагают, что иногда ее частицы «аннигилируют» и превращаются в фотоны гамма-излучения. Мы могли бы потенциально обнаружить эти фотоны на Земле.

(Такое обнаружение окончательно разрешит третью гигантскую загадку физики для тех, кто следит за тем, может ли темная материя превращаться в частицы, которые мы узнаем из светящейся Вселенной. )

Возможно, наши телескопы уже уловили те гамма-фотоны, — написали исследователи. Итак, их следующий шаг — просмотреть данные космического гамма-телескопа Ферми, который сканирует широкие участки неба в поисках частиц, чтобы увидеть, смогут ли они найти какие-либо намеки на них.

На случай, если гамма-охота действительно обнаружит крошечную черную дыру, сказал Шольц, возможности безграничны. Мы могли бы даже послать туда миссию, сказал он.

«Потенциально это возможность поиграть с настоящей черной дырой», — сказал он. «Насколько это интересно?»

Тем не менее, пока никто не ставит на это.

• 18 самых больших неразгаданных тайн физики
• 11 самых больших оставшихся без ответа вопросов о темной материиБольшой взрыв для цивилизации: 10 удивительных событий происхождения
• Разнесены! 101 астрономическая фотография, которая поразит вас

Первоначально опубликовано на Live Science .

Нужно больше места? Вы можете получить 5 выпусков нашего партнерского журнала «Все о космосе» за $5 (откроется в новой вкладке) за последние удивительные новости с последнего рубежа! (Изображение предоставлено Future plc)

(открывается в новой вкладке)

Рафи присоединился к Live Science в 2017 году. Он имеет степень бакалавра журналистики Школы журналистики Медилла Северо-Западного университета. Вы можете найти его прошлые научные репортажи на Inverse, Business Insider и Popular Science, а его прошлые фотожурналистские работы — на Flash9.0 и на страницах The Courier Post в южном Нью-Джерси.

Возможна ли жизнь вокруг черной дыры?

Земля в беде. Умирающие посевы и смертоносные пыльные бури подвергают планету стрессу, в результате чего человеческая раса остро нуждается в новом доме.

В отчаянной попытке найти его команда отважных астронавтов во главе с Джозефом Купером отправляется в червоточину рядом с Сатурном, появляясь в световых годах от планеты Миллера — океанского мира, вращающегося вокруг сверхмассивной черной дыры, известной как Гаргантюа.

Таков сюжет голливудской эпопеи 2014 года Interstellar . Но, согласно последним исследованиям, эта идея может быть не такой надуманной, как кажется на первый взгляд.

Способность обнаруживать другие планеты в космосе достигла ошеломляющего прогресса за последнюю четверть века. Сейчас нам известно более 4000 экзопланет — миров за пределами нашей Солнечной системы, вращающихся вокруг далеких звезд.

Подробнее о черных дырах:

• Черные дыры и темная энергия: как Хаббл открыл самые темные тайны Вселенной
• Червоточины: Можем ли мы пройти через черную дыру в другую галактику?

Для тех, кто ищет внеземную жизнь, общепринятое мнение говорит, что мы должны искать Землю 2.0; планета, такая же, как наша, вращающаяся на безопасном, теплом расстоянии от звезды, подобной Солнцу. Только там мы найдем то, что нужно жизни: воду.

В отличие от дающих жизнь звезд, черные дыры считаются предвестниками смерти и разрушения. Они образуются, когда умирают огромные звезды, и их гравитационное притяжение настолько велико, что они действуют как гигантские космические ловушки. Упадите, и вас разорвут на части без шансов на побег. Вряд ли это кажется идеальным местом для развития жизни, но не упускаем ли мы какой-то трюк?

Планеты-черные дыры

Кейити Вада из Национальной астрономической обсерватории Японии считает, что да. Он занимается физикой черных дыр, но объединился с коллегами, изучающими формирование планет, чтобы проверить правдоподобность этой идеи.

«Эти два поля [образование планет и черные дыры] настолько разные, что обычно между ними нет взаимодействия», — говорит Вада. Они решили изменить это, объединив свои знания для моделирования формирования планет вокруг сверхмассивных черных дыр, как Гаргантюа в Интерстеллар .

Планеты формируются вокруг звезд, когда гравитация начинает собирать пылинки в крошечные шарики, которые затем постепенно сталкиваются друг с другом, образуя все более и более крупные объекты. Вада и его команда хотели посмотреть, может ли это произойти вокруг черной дыры.

• Подпишитесь на подкаст Science Focus Podcast на этих сервисах: Acast, iTunes, Stitcher, RSS, Overcast

Их модель, опубликованная в ноябре 2019 года, показывает, что на достаточно больших На расстоянии 10 световых лет — гравитационная среда достаточно стабильна, чтобы планеты могли формироваться точно так же, как они формируются вокруг звезд, подобных нашему Солнцу.

«Это самое первое исследование, в котором утверждается возможность прямого образования планетоподобных объектов вокруг сверхмассивных черных дыр», — говорит Вада. «Мы ожидаем более 10 000 планет вокруг одной сверхмассивной черной дыры, потому что общее количество пыли [там] огромно». Это много неизведанной космической недвижимости.

Таким образом, планеты потенциально могут формироваться вокруг черных дыр, но это не гарантирует, что они предлагают благоприятную для жизни среду. На Земле живые существа в огромной степени зависят от света и тепла Солнца, чтобы выжить. Без свечения звезды жизнь вокруг черной дыры, вероятно, нуждалась бы в альтернативном источнике энергии.

К счастью, это не так уж сложно достать. Согласно статье, опубликованной доктором Джереми Шнитманом из НАСА в октябре 2019 года, особенность многих черных дыр — аккреционный диск — может заменить Солнце.

Представление художника о виде сверху вниз на аккреционный диск вокруг черной дыры Мессье 87 © ESO/EHT

Аккреционный диск фактически представляет собой плоскую полосу материала, выстраивающуюся в очередь вокруг черной дыры и ожидающую, что ее поглотят. По мере того, как материал спускается по спирали в забвение, он в конечном итоге движется невероятно быстро и испускает огромное количество энергии, прежде чем исчезнуть за точкой невозврата.

Больше похоже на это

«У всех известных нам черных дыр есть аккреционные диски, и они невероятно яркие, — говорит Шнитман. Согласно его расчетам, поместите планету на правильном расстоянии от черной дыры, и аккреционный диск будет иметь такие же размеры и яркость, как Солнце на нашем небе. «Это было бы очень похоже на нашу Солнечную систему», — говорит он.

Дневное небо на такой планете может быть знакомым, но ночное небо совсем не таким. Центры галактик, где обычно находятся сверхмассивные черные дыры, настолько забиты звездами, что, по словам Шнитмана, ночное небо было бы в 100 000 раз ярче нашего.

Узнайте больше о внеземной жизни:

• Причудливые миры, в которых инопланетяне потенциально могут выжить на
• Как на самом деле будет выглядеть инопланетная жизнь?

Однако эти звезды не разбросаны по небу аккуратно. Гравитация черной дыры разгоняет планету до таких высоких скоростей, что весь свет звезд кажется исходящим из одной точки перед вами, которая меньше Солнца. «Это как ехать под дождем, — говорит Шнитман. Представьте космический корабль, разгоняющийся до варп-скорости, в научно-фантастическом фильме. «Конечно, это выглядело бы эффектно».

Однако есть проблема с планетой, нагреваемой аккреционным диском. «Они испускают намного больше ультрафиолетового и рентгеновского излучения, чем Солнце», — говорит Шнитман. Такое излучение потенциально может стерилизовать обитаемую планету. «Вам понадобится облачная атмосфера, чтобы заблокировать его», — добавляет он.

Но это не невозможно, учитывая то, что мы уже знаем об обнаруженных нами экзопланетах, вращающихся вокруг других звезд. «Плотная, туманная атмосфера кажется довольно обычным явлением», — говорит он. Так что вам может сойти с рук то, что это похоже на постоянный жаркий и влажный день здесь, на Земле.

Свет из черной дыры

Учитывая эти опасности и ограничения, может существовать более безопасный способ согреть миры вокруг черных дыр: остаточная энергия Большого взрыва. Астрономы называют его «космическим микроволновым фоном» (CMB), и он был выпущен во Вселенную через 380 000 лет после создания космоса.

По словам доктора Павла Бакала из Силезского университета в Чешской Республике, она может заменить звезду благодаря эффекту, называемому гравитационным линзированием. Из-за своей огромной массы черные дыры искажают пространство вокруг себя до такой степени, что действуют как линза.

Подобно тому, как увеличительное стекло может поджечь палку, сфокусировав солнечный свет, так и чрезвычайная гравитация черной дыры может сфокусировать энергию реликтового излучения на орбитальной планете.

Космический микроволновый фон (CMB), изображенный здесь миссией Planck, представляет собой оставшуюся энергию Большого взрыва. Черные дыры могут фокусировать энергию реликтового излучения, позволяя ему действовать как звезда. вращение Земли. «Это помогает распространять энергию по планете», — говорит он.

Ночная передышка так же важна для обитаемого мира, как и дневной свет. У Бакала есть решение и для этой проблемы: тень черной дыры. Когда свет пересекает чрезвычайно искривленное пространство вокруг черной дыры, он создает кольцо с темной областью — тенью — внутри него.

Это можно увидеть на ставшей знаменитой фотографии черной дыры, сделанной учеными Телескопа горизонта событий в апреле 2019 года. Планета, проходящая через эту тень, погрузится в ночное время. «Это может сделать его очень похожим на наш опыт на Земле», — говорит Бакала.

Узнайте больше о космосе:

• Все, что вам нужно знать о космических путешествиях (почти)
• Подвинься, Марс: почему мы должны смотреть дальше в поисках будущих человеческих колоний

Не каждая черная дыра подходит, Однако. «Вам нужна очень быстро вращающаяся черная дыра», — говорит Бакала. «Он должен вращаться со скоростью, близкой к скорости света». Это связано с тем, что чем медленнее вращается черная дыра, тем дальше вам нужно пройти от нее, чтобы выйти на стабильную орбиту.

Если вы зайдете слишком далеко, вы больше не увидите смену дня и ночи, обеспечиваемую космическим микроволновым фоном и тенью черной дыры. Это не исключено, особенно если мы посмотрим на древние черные дыры. Чем старше черная дыра, тем больше у нее шансов раскрутиться, когда она поглощает вещество.

Возраст черной дыры — не единственный фактор, связанный со временем, который следует учитывать при оценке вероятности обнаружения жизни на ее орбите. Черные дыры связываются с самим временем. В своей общей теории относительности Альберт Эйнштейн сказал нам, что пространство и время переплетены в ткань, называемую пространство-время — знаменитый пространственно-временной континуум.

Черная дыра в центре галактики Мессье 87 была успешно сфотографирована в 2019 году © EHT Collaboration

Таким образом, черная дыра искажает не только пространство вокруг себя, но и время. «Время там идет в 1000 раз медленнее», — говорит Бакала. Это означает, что на каждые 1000 дней, проходящих на Земле, то есть чуть более трех лет, приходится всего один день на планете с черной дырой. Этот эффект, известный как «замедление времени», является основным сюжетным моментом в Interstellar , где каждые семь лет на Земле проходит один час на планете Миллера.

Жизнь на Земле зародилась относительно рано – в первые полмиллиарда лет или около того. Чтобы прошло полмиллиарда лет на планете черной дыры, Вселенной должно быть 500 миллиардов лет. Фактически, он образовался чуть менее 14 миллиардов лет назад.

Итак, если на планете Миллера в реальном мире можно найти жизнь, она должна зародиться значительно быстрее, чем здесь.

Вращение черной дыры

По словам доктора Лоренцо Иорио из Министерства образования, университетов и исследований Италии, этой жизни придется иметь дело с еще одним суровым следствием общей теории относительности, столь близким к гравитационному монстру.

Черная дыра может нанести ущерб наклону планеты — насколько ее ось вращения отклоняется от вертикали. Наклон Земли в настоящее время составляет чуть более 23°, и именно этот наклон дает нам смену времен года — лето, когда мы наклоняемся к Солнцу, и зиму, когда мы отклоняемся от него.

Этот наклон изменяется от 22,1° до 24,5° в течение цикла продолжительностью 41 000 лет, поскольку нас притягивает гравитация соседних планет. Это относительно небольшое изменение за длительный период времени, поэтому мы получаем стабильные сезоны с минимальными колебаниями температуры между ними.

LISA Pathfinder, показанный здесь, на этой иллюстрации, проложил путь для миссии LISA, запуск которой запланирован на 2034 год. LISA улавливает гравитационные волны, представляющие собой рябь, образованную в пространстве-времени энергетическими процессами, такими как черные дыры. © ESA

Напротив, угол наклона планеты-черной дыры гораздо менее стабилен, когда она движется в искривленном пространстве вокруг своего хозяина. «Всего за 400 лет она может измениться на несколько десятков градусов», — говорит Иорио.

Его расчеты, опубликованные в феврале 2020 года, представляют собой первый случай, когда эффекты общей теории относительности учитывались таким образом. «Это вредно для возможности формирования и роста устойчивых форм жизни и цивилизаций», — говорит он.

Все это бессмысленно, если мы не сможем найти планеты, вращающиеся вокруг черных дыр. К счастью, предстоящая космическая миссия вполне может подойти. В 2034 году Европейское космическое агентство (ЕКА) планирует запустить миссию с лазерной интерферометрической космической антенной (LISA). Это невероятно чувствительный детектор для улавливания гравитационных волн — ряби, возникающей при движении объектов и искажающей пространство-время.

«LISA будет достаточно чувствительна, чтобы увидеть черную дыру размером с Землю в Млечном Пути», — говорит Шнитман. «Для планеты размером с Юпитер вы смотрите в тысячу раз дальше», — говорит он.

В бой вступают около 50 местных галактик, включая Андромеду и Треугольник. Может быть, тогда мы, наконец, узнаем, действительно ли существуют эти безсолнечные и беззвездные миры научной фантастики.

• Эта статья впервые появилась в 353 выпуске BBC Science Focus – узнайте, как подписаться здесь

Планеты за пределами нашей Солнечной системы

Новости
| 9 апреля 2019 г.

С помощью телескопа «Горизонт событий» ученые получили изображение черной дыры в центре галактики M87, очерченное излучением горячего газа, вращающегося вокруг нее под действием сильной гравитации вблизи ее горизонта событий. Авторы и права: Сотрудничество Event Horizon Telescope и др.

Черная дыра

Что это?

Черная дыра — это плотный, компактный объект, гравитационное притяжение которого настолько велико, что ничто не может покинуть его, даже свет. Считается, что черные дыры образовались в результате коллапса очень массивных звезд. Гравитация настолько сильна, потому что их масса втиснута в крошечное пространство. Граница в пространстве вокруг черной дыры называется «горизонтом событий».

Черная дыра и ее тень впервые запечатлены на снимке (2019 г.) в историческом подвиге международной сети радиотелескопов под названием Event Horizon Telescope (EHT). EHT — это международное сотрудничество, поддержку которого в США оказывает Национальный научный фонд. Изображение EHT основано на свете в радиодиапазоне и показывает тень черной дыры на фоне высокоэнергетического материала вокруг нее.

Черная дыра — это плотный, компактный объект, чье гравитационное притяжение настолько сильно, что на определенном расстоянии ничто не может покинуть его, даже свет. Считается, что черные дыры возникли в результате коллапса очень массивных звезд в конце их эволюции. Гравитация настолько сильна, потому что материя (масса) сжата в крошечное пространство.

Чтобы дополнить выводы EHT, несколько космических аппаратов НАСА участвовали в большой работе, координируемой Рабочей группой EHT по многоволновому анализу, по наблюдению за черной дырой с использованием различных длин волн света. В рамках этих усилий космические телескопы NASA Chandra X-ray Observatory, NuSTAR и Neil Gehrels SwiftObservatory, все настроенные на разные виды рентгеновского света, обратили свой взор на черную дыру M87 вокруг одного и того же объекта. время, как телескоп Event Horizon в апреле 2017 года.