Черная дыра с телескопа хаббл фото: Впервые найдена черная дыра, которая создает звезды, а не поглощает их

Впервые найдена черная дыра, которая создает звезды, а не поглощает их

https://ria.ru/20220120/chernayadyra-1768697321.html

Впервые найдена черная дыра, которая создает звезды, а не поглощает их

Впервые найдена черная дыра, которая создает звезды, а не поглощает их — РИА Новости, 20.01.2022

Впервые найдена черная дыра, которая создает звезды, а не поглощает их

На снимке космического телескопа «Хаббл» астрономы увидели мост из горячего газа, соединяющий черную дыру в центре карликовой галактики Henize 2-10 и ближайшую… РИА Новости, 20.01.2022

2022-01-20T11:47

2022-01-20T11:47

2022-01-20T14:07

наука

астрономия

сша

наса

хаббл

космос — риа наука

черная дыра

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

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

https://cdnn21.img.ria.ru/images/07e6/01/14/1768690617_0:515:2560:1955_1920x0_80_0_0_8e26c9343287bb9d0cd2d672bf9fdbfc.jpg

МОСКВА, 20 янв — РИА Новости. На снимке космического телескопа «Хаббл» астрономы увидели мост из горячего газа, соединяющий черную дыру в центре карликовой галактики Henize 2-10 и ближайшую область звездообразования. Данные о скорости истечения газа из черной дыры и возрасте звезд указывают на причинно-следственную связь между ними. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.Черные дыры обычно представляют как монстров Вселенной, разрывающих приближающиеся звезды и поглощающих их вещество. Данные, полученные телескопом «Хаббл», показывают черную дыру в центре галактики Henize 2-10 в новом свете. Она не подавляет, а стимулирует звездообразование вокруг себя. Снимки Хаббла и результаты спектроскопии демонстрируют отток газа от черной дыры к области рождения ярких звезд.Карликовая галактика Henize 2-10 находится в 30 миллионах световых лет от нас, в южном созвездии Пиксид. Количество звезд в ней примерно в десять раз меньше, чем в Млечном Пути, а в центре находится массивная черная дыра. В связи с этим десять лет назад эта маленькая галактика уже оказывалась в центре внимания астрономов в связи с дискуссией о возможности образования массивных черных дыр внутри непропорционально маленьких галактик. «С самого начала было понятно, что в Henize 2-10 происходит что-то необычное. Теперь «Хаббл» предоставил четкую картину связи между черной дырой и соседней областью звездообразования», — приводятся в пресс-релизе НАСА слова одного из авторов исследования Эми Рейнс (Amy Reines) из Университета штата Монтана в США.На изображении центральной области карликовой галактики Henize 2-10 со вспышкой звездообразования прослеживается истечение, или мост горячего газа, соединяющий массивную черную дыру галактики и область звездообразования, находящуюся на расстоянии 230 световых лет от нее.Ученые считают, что несколько миллионов лет назад поток горячего газа врезался в плотное газовое облако и растекся, «как вода из шланга, ударившаяся о насыпь грязи». Теперь скопления молодых звезд выстраиваются перпендикулярно потоку, отмечая путь его распространения. Данные спектроскопии указывают на то, что поток газа двигался со скоростью около 1,6 миллиона километров в час.»Henize 2-10 находится достаточно близко, на расстоянии всего 30 миллионов световых лет, чтобы «Хаббл» смог очень четко зафиксировать как изображения, так и спектроскопические свидетельства истечения из черной дыры. Сюрпризом стало то, что вместо того, чтобы подавлять звездообразование, черная дыра провоцирует рождение новых звезд», — говорит ведущий автор исследования Закари Шутте (Zachary Schutte).Авторы отмечают, что в более крупных галактиках обычно наблюдается противоположный эффект — материал, падающий на черную дыру, уносится окружающими магнитными полями, образуя пылающие струи плазмы — джеты, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света. Газовые облака, находящиеся на пути джетов, разогреваются выше предела возможного образования звезд. Но в случае с менее массивной черной дырой в Henize 2-10 и ее более мягким истечением газ сжат ровно настолько, чтобы вызвать новое звездообразование.

https://ria.ru/20210728/dyra-1743275417.html

https://ria.ru/20220112/puzyr-1767541944.html

сша

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

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

2022

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

[email protected]

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/07e6/01/14/1768690617_0:128:2560:2048_1920x0_80_0_0_b8bab44e02da16592d4b078644da6c4b.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

internet-group@rian. ru

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

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

астрономия, сша, наса, хаббл, космос — риа наука, черная дыра

Наука, Астрономия, США, НАСА, Хаббл, Космос — РИА Наука, черная дыра

МОСКВА, 20 янв — РИА Новости. На снимке космического телескопа «Хаббл» астрономы увидели мост из горячего газа, соединяющий черную дыру в центре карликовой галактики Henize 2-10 и ближайшую область звездообразования. Данные о скорости истечения газа из черной дыры и возрасте звезд указывают на причинно-следственную связь между ними. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

Черные дыры обычно представляют как монстров Вселенной, разрывающих приближающиеся звезды и поглощающих их вещество. Данные, полученные телескопом «Хаббл», показывают черную дыру в центре галактики Henize 2-10 в новом свете. Она не подавляет, а стимулирует звездообразование вокруг себя. Снимки Хаббла и результаты спектроскопии демонстрируют отток газа от черной дыры к области рождения ярких звезд.

Карликовая галактика Henize 2-10 находится в 30 миллионах световых лет от нас, в южном созвездии Пиксид. Количество звезд в ней примерно в десять раз меньше, чем в Млечном Пути, а в центре находится массивная черная дыра. В связи с этим десять лет назад эта маленькая галактика уже оказывалась в центре внимания астрономов в связи с дискуссией о возможности образования массивных черных дыр внутри непропорционально маленьких галактик.

«С самого начала было понятно, что в Henize 2-10 происходит что-то необычное. Теперь «Хаббл» предоставил четкую картину связи между черной дырой и соседней областью звездообразования», — приводятся в пресс-релизе НАСА слова одного из авторов исследования Эми Рейнс (Amy Reines) из Университета штата Монтана в США.

28 июля 2021, 18:00Наука

Астрономы впервые увидели свет из-за черной дыры

На изображении центральной области карликовой галактики Henize 2-10 со вспышкой звездообразования прослеживается истечение, или мост горячего газа, соединяющий массивную черную дыру галактики и область звездообразования, находящуюся на расстоянии 230 световых лет от нее.

Ученые считают, что несколько миллионов лет назад поток горячего газа врезался в плотное газовое облако и растекся, «как вода из шланга, ударившаяся о насыпь грязи». Теперь скопления молодых звезд выстраиваются перпендикулярно потоку, отмечая путь его распространения. Данные спектроскопии указывают на то, что поток газа двигался со скоростью около 1,6 миллиона километров в час.

«Henize 2-10 находится достаточно близко, на расстоянии всего 30 миллионов световых лет, чтобы «Хаббл» смог очень четко зафиксировать как изображения, так и спектроскопические свидетельства истечения из черной дыры. Сюрпризом стало то, что вместо того, чтобы подавлять звездообразование, черная дыра провоцирует рождение новых звезд», — говорит ведущий автор исследования Закари Шутте (Zachary Schutte).

Авторы отмечают, что в более крупных галактиках обычно наблюдается противоположный эффект — материал, падающий на черную дыру, уносится окружающими магнитными полями, образуя пылающие струи плазмы — джеты, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света. Газовые облака, находящиеся на пути джетов, разогреваются выше предела возможного образования звезд. Но в случае с менее массивной черной дырой в Henize 2-10 и ее более мягким истечением газ сжат ровно настолько, чтобы вызвать новое звездообразование.

12 января, 19:00Наука

Землю окружает огромный космический пузырь, установили ученые

чёрные дыры, последние открытия, характеристики

Телескоп «Хаббл»

10 июня на официальном сайте миссии «Хаббл» опубликовали информацию об открытии, сделанном с помощью одноимённого телескопа. В течение 11 лет, из которых шесть ушло на наблюдения и ещё пять — на анализ данных, астрофизики из двух университетов пытались «поймать за хвост» аномальную чёрную дыру. Когда им это удалось, выяснилось, что они имеют дело с блуждающей чёрной дырой, к которой много вопросов.

Прежде чем переходить к основной части, стоит сказать пару слов о телескопе «Хаббл», без которого бы не было этого открытия, как и многих других.

«Хаббл», входящий в список самых больших обсерваторий американского космического ведомства, — совместный проект НАСА и ЕКА (Европейского космического агентства). Уникальность его состоит в том, что он расположен не на Земле, а на низкой околоземной орбите — на высоте 545 км. Это позволяет учёным избегать погрешностей, связанных с искажениями за счёт земной атмосферы, и получать данные, в 10 раз более точные, чем дают наземные телескопы такой же мощности. «Хаббл» стоит в одном ряду с исследовательскими зондами «Вояджер» за счёт колоссальной переработки: изначально считалось, что он проработает несколько лет, но вот уже 32 года и два месяца телескоп исправно поставляет на Землю уникальные данные («Вояджеры» отработали вместо заявленных пяти 55 лет и пока не сдаются).

Космический боулинг: сколько чёрных дыр в Млечном Пути?

Чёрная дыра, блуждающая по нашей галактике Млечный Путь. Фото © hubblesite.org

О чёрных дырах известно крайне мало, несмотря на то что о них говорят с 1784 года, а усиленно изучают с 1916 года. Первый снимок чёрной дыры был получен только в 2019 году, второй — в мае этого года. Только в нашей Галактике от 10 млн до миллиарда чёрных дыр, при этом достоверных случаев обнаружения известно порядка 20.

Чёрные дыры сложно идентифицировать, ведь это объекты из разряда «воинствующая пустота и темнота» — кванты света из-за чудовищной гравитации не могут покинуть пределы чёрной дыры. Это к вопросу, что «чернее ночи». Гипотетически, если человек попадёт в чёрную дыру, он либо мгновенно превратится в спагетти, либо «с точки зрения внешнего мира исчезнет навсегда» (цитата из Хокинга. — Прим. Лайфа), будто бы его никогда и не существовало. Если отбросить в сторону страшилки, чёрная дыра — это область искривления пространства-времени. В 1916 году в журнале Annalen der Physik вышла статья Альберта Эйнштейна с изложением общей теории относительности.

Там упоминались и чёрные дыры. Именно Эйнштейн вывел, что гравитационные эффекты обусловлены не силовым взаимодействием тел и полей, а искривлением пространства-времени. Грубо говоря, звёздное пространство — батут, чёрная дыра — шар для боулинга, фоновая звезда — маленький шарик, катящийся в провал, образовавшийся от тяжёлого шара для боулинга. То есть чёрная дыра влияет на движение звезды и света, исходящего от неё, не потому, что она такая массивная (а она массивная — во много раз тяжелее Солнца), а потому, что искривляет пространство и время.

Китайский «Мандалорец»: Самый большой радиотелескоп FAST поймал те же сигналы, что и «Вояджер», и встревожил учёных неожиданными данными

Кротовые норы в космосе: может ли человек путешествовать во времени?

Благодаря Эйнштейну мы знаем, что во Вселенной главенствуют не законы механики, а законы искривления пространства-времени. Гравитация сильнее всего там, где пространство-время максимально искривлено, и исчезает там, где пространство-время плоское.

Фото © Shutterstock

В 1935 году Эйнштейн совместно с Натаном Розаном допустили существование временных мостов (естественных «машин времени»), или кротовых нор. Если в чёрной дыре есть вход, но нет выхода, то в кротовой норе есть и вход, и выход, и теоретически так можно перемещаться из одной Вселенной в другую. Но пока это возможно только в рамках квантовой теории.

Путешествовать в прошлое и предотвращать катастрофы могут супергерои из вселенной «Марвел», обычные люди пока это делать не научились. А квантовая теория, или «наука о малом» (распадающийся атом урана, фотоны, вот это вот всё), пока не дружит с общей теорией относительности, или «наукой о большом» (вращение планет, сталкивающиеся галактики, расширяющаяся Вселенная). Это две разные реальности, о совмещении которых остаётся только мечтать. Ведь это было бы крайне удобно, это бы сразу сделало человека хозяином всех миров — полёты на Марс стали бы задачей для пятиклассника, а серьёзные астронавты путешествовали бы до альфы Центавры и обратно, а потом отправлялись бы бороздить мультивселенную.

И сейчас стоит сказать о том, почему открытие новой чёрной дыры одновременно рушит подобные надежды, пугает и озадачивает учёных.

Теория относительности верна: почему Эйнштейн показывает язык?

Фото © Shutterstock

Наличие чёрных дыр доказывает актуальность Общей теории относительности. С каждым годом её значение растёт, а противники ОТО оказываются посрамлены. В 2019 году был получен первый снимок чёрной дыры в центре галактики M87 на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли, в мае 2022 года астрофизики представили миру снимок сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A из самого центра уже нашей Галактики.

Долгие годы существование чёрных дыр подтверждалось лишь косвенно (путём наблюдения за аккреационным диском, то есть зоной вокруг чёрной дыры, куда стягивается весь космический мусор), соответственно, с одной стороны, лазеек у критиков Эйнштейна было больше, с другой — была надежда на появление т.н. новой физики, в которой между квантовой теорией и «наукой о большом», изучающей галактики и расширение Вселенной, не будет противоречий. А это гипотетически открыло бы и путешествия во времени, и полёты в другие галактики.

Но учёные работают именно с тем материалом, который у них имеется в наличии. Около 50 лет они догадывались о существовании блуждающей чёрной дыры, удалённой на пять тысяч световых лет от Земли, локализированной в спиральном рукаве Стрельца-Киля Млечного Пути. В 2011 году астрофизики обратили внимание на то, что свет фоновой звезды (относительно неё и определили наличие чёрной дыры), усиливался в течение 270 дней. Шесть лет ушло на наблюдение – измерение угла отклонения света с помощью метода микролинзирования. И ещё пять лет — на расшифровку данных. Оказалось, что это действительно чёрная дыра.

По мнению некоторых учёных, это в 1000 раз снизило вероятность неправоты Эйнштейна. Его теория работает, чёрная дыра искажает пространство-время, и это же является прямым доказательством того, что она действительно есть.

Эта чёрная дыра несётся со страшной скоростью — 160 тысяч км/час, что в три раза быстрее «Вояджера», и этого достаточно, чтобы, к примеру, долететь от Земли до Луны за три часа. Для сравнения: «Сапсан» преодолевает расстояние от Москвы до Петербурга за три часа 50 минут, самолёт долетает от Москвы до Австрии за два часа 50 минут.

Переполох в стиле «Вояджера»: Телескоп ALMA взбудоражил учёных неожиданными данными

Приблизится ли чёрная дыра к Земле?

Фото © hubblesite.org

Как сообщают учёные, чёрная дыра движется нетипично — не в общем потоке кружащихся вокруг центра Галактики звёзд. Поэтому её прозвали блуждающей чёрной дырой, дырой-бродягой. Она движется быстрее соседних объектов, разница в скорости составляет 45 км/сек. Импульс движения таких объектов обусловлен неким толчком извне.

«Блуждающие по нашей Галактике чёрные дыры рождаются в результате редких чудовищных взрывов массивных звёзд, составляющих менее одной тысячной всего звёздного населения Млечного Пути, они по меньшей мере в 20 раз массивнее нашего Солнца», — отмечают в НАСА.

Эту чёрную дыру нельзя сфотографировать, в отличие от тех, что были запечатлены в 2019 и 2022 годах, потому что у неё нет аккреационного диска, а значит, и свечения там нет. Только гравитация, только искривление пространства-времени. Майкл Треммель из Центра астрономии и астрофизики в Йеле допускает, что космических бродяг в нашей Галактике может быть больше и вероятность того, что одна из таких чёрных дыр однажды пройдёт рядом с Солнечной системой, существует. В отличие от человечества, чёрные дыры уже могут путешествовать по Галактике.

Сейчас НАСА возлагает надежду на новый телескоп Nancy Grace Roman Space Telescope, который позволит открыть методом микролинзирования тысячи чёрных дыр в Млечном Пути, и тогда уже можно будет говорить обо всём с большей уверенностью. Несмотря на все противоречия между ОТО и квантовой механикой, разногласия между учёными, можно сказать с уверенностью, что космическая наука сегодня развивается ежедневно со скоростью, которая не снилась учёным прошлого века.

Чёрная дыра в центре Галактики: Новые снимки с телескопа горизонта событий не на шутку встревожили учёных

Фото © Shutterstock

Научится ли человечество пользоваться «кротовыми норами»?

Научится, и очень скоро

Пусть хотя бы жизнь на других планетах освоят

Пусть хотя бы «Морской старт» достроят и запустят

Евгений Жуков

  • Статьи
  • Вселенная
  • Наука и Технологии

Комментариев: 3

Для комментирования авторизуйтесь!

«Хаббл» разглядел древнейшие чёрные дыры в сталкивающихся галактиках

07 апреля 2021
14:00

Анатолий Глянцев

Двойные квазары — необычайно редкое и интересное явление.

Иллюстрация NASA, ESA, J. Olmsted (STScI).

Снимки двойных квазаров J0749+2255 (слева) и J0841+4825 (справа), сделанные «Хабблом».

Иллюстрация NASA, ESA, H. Hwang, N. Zakamska (Johns Hopkins University), Y. Shen (University of Illinois, Urbana-Champaign).

Прославленный космический телескоп запечатлел крайне редкое явление: двойные квазары. Это огромные и прожорливые чёрные дыры в сливающихся галактиках.

Космический телескоп «Хаббл» запечатлел две пары сверхмассивных чёрных дыр, расположенных в сливающихся галактиках. Их свет был испущен более десяти миллиардов лет назад. Это редкое явление впервые было запечатлено так далеко от Земли.

Мы подробно рассказывали о том, что такое квазар. Напомним, что это сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики, на которую падает исключительно мощный поток вещества. Разогреваясь, эта падающая материя испускает свет и другие виды излучения.

Квазар сияет намного ярче, чем все звёзды его родительской галактики вместе взятые, и вообще квазары – самые мощные источники излучения во Вселенной. Поэтому они видны на расстояниях, громадных даже по космическим меркам. А вот самих галактик, в центре которых обитают эти «чудовища», астрономы, как правило, не видят: их свет слишком слаб по сравнению с яростным полыханием квазара.

Астрономам известны сотни тысяч подобных монстров, но лишь около ста из них – двойные. Двойной квазар – это на самом деле пара квазаров, расположенных в центрах сталкивающихся и сливающихся галактик.

Столкновения галактик интересуют учёных и сами по себе. А особенно они интересны, если в каждой из этих звёздных систем угнездился собственный квазар. Ведь эти монстры буквально управляют эволюцией собственных галактик, вплоть до того что они могут остановить рождение в них новых звёзд.


Двойные квазары – необычайно редкое и интересное явление.


Иллюстрация NASA, ESA, J. Olmsted (STScI).

Однако изучать двойные квазары в ранней Вселенной очень сложно. На таких гигантских расстояниях тесная пара сливается для наблюдателя в один объект.

На помощь пришёл «Хаббл», который по разрешающей способности (то есть способности видеть мелкие детали) в тысячу раз лучше человеческого глаза. По этому показателю прославленный орбитальный телескоп превосходит любой наземный инструмент.

Исключительное «зрение» космической обсерватории позволило различить, что квазар J0749+2255 – двойной. При этом дистанция между сверхмассивными чёрными дырами, составляющими пару, не превышает 10 тысяч световых лет (примерно в 2,5 раза меньше, чем расстояние от Земли до центра Галактики). То же самое относится к квазару J0841+4825.

Это первые столь тесные двойные квазары (и вообще столь близкие друг к другу объекты), открытые на таком колоссальном расстоянии от Земли. Когда их свет был испущен, Вселенной было чуть более трёх миллиардов лет отроду, а до «Хаббла» эти лучи добирались более десяти миллиардов лет.

К слову, именно в эту эпоху в космосе было больше всего активных квазаров. На неё же приходится пик формирования галактик. Именно поэтому она очень интересует исследователей.

«Квазары оказывают огромное влияние на формирование галактик во Вселенной, – рассказывает соавтор работы Надя Закамска (Nadia Zakamska) из Университета Джонса Хопкинса. – Обнаружение двойных квазаров в эту раннюю эпоху важно, потому что теперь мы можем проверить наши давние идеи о том, как чёрные дыры и их родительские галактики эволюционируют вместе».

Эксперты рассчитали, что этим сталкивающимся галактикам потребуются десятки миллионов лет на полное слияние. После этого сверхмассивные чёрные дыры в их центрах образуют ещё более тесную пару в центре объединённой галактики. Этот дуэт будет кружиться в орбитальном танце, пока две чёрные дыры не столкнутся и не сольются в одну чёрную дыру.

Скорее всего, всё это уже произошло за десять миллиардов лет, которые понадобились свету квазаров, чтобы добраться до Земли. Однако космические расстояния помогают астрономам заглянуть в далёкое прошлое, когда этого ещё не случилось. Так астрономы становятся свидетелями уникальных процессов в ранней Вселенной.

«Это действительно первый образчик двойных квазаров в пиковую эпоху формирования галактик, с помощью которого мы можем проверить идеи о том, как сверхмассивные чёрные дыры объединяются и в конечном итоге образуют двойную систему», – объясняет Закамска.


Снимки двойных квазаров J0749+2255 (слева) и J0841+4825 (справа), сделанные «Хабблом».


Иллюстрация NASA, ESA, H. Hwang, N. Zakamska (Johns Hopkins University), Y. Shen (University of Illinois, Urbana-Champaign).

Между прочим, астрономы отнюдь не случайно наткнулись на столь редкое явление. Наблюдениям «Хаббла» предшествовал кропотливый целенаправленный поиск по новой методике. Учёные использовали данные космической обсерватории Gaia, чтобы отобрать объекты, которые могут оказаться двойными квазарами.

Для «Гайи», которая уступает «Хабблу» по разрешающей способности, подобный объект выглядит как одиночный. Однако квазары – не очень стабильные источники света. Они «подмигивают» на промежутках времени от нескольких дней до месяцев.

Поскольку «подмигивают» оба квазара в паре, «Гайя», этот непревзойдённый космический картограф, видит, как будто источник света время от времени чуть-чуть смещается в сторону. Подобные «прыжки света» происходят, когда попеременно включаются два огня железнодорожного семафора.

Отыскав подобные объекты при помощи «Гайи», исследователи направили на них «Хаббл» и действительно увидели тесные двойные квазары. Авторы надеются, что эта методика позволит открыть ещё немало подобных пар.

Научная статья с результатами исследования была опубликована в журнале Nature Astronomy.

К слову, ранее мы рассказывали о квазаре, который стал самым далёким радиомаяком во Вселенной.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

наука
космос
астрономия
галактики
черные дыры
рекорды
новости

Хаббл зафиксировал сигнатуру черной дыры

Хаббл зафиксировал сигнатуру черной дыры

12 мая 1997 г., 11:00 (восточноевропейское время) Идентификатор выпуска: 1997-12

Сводка

Красочный «зигзаг» справа — не работа яркого художника, а подпись сверхмассивной черной дыры в центре галактики M84, обнаруженная спектрографом телескопа Хаббл.

На изображении слева, также сделанном Хабблом, показано ядро ​​галактики, где обитает предполагаемая черная дыра. За одну экспозицию астрономы нанесли на карту движение газа в тисках мощного гравитационного притяжения черной дыры, совместив спектроскопическую щель Хаббла с ядром.

Название коробки исследований

СПРАВОЧНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: STIS ОБНАРУЖАЕТ ЧЕРНУЮ ДЫРУ, ПИТАНИЕ АКТИВНОГО ЯДРА ГАЛАКТИИ

Используя уникальные возможности спектрографа изображений космического телескопа Хаббла (STIS), астрономы смогли обнаружить черную дыру в центре галактики M84 за один раз. отображение движения газа в тисках мощного гравитационного притяжения черной дыры.

Доказательства существования черной дыры получены в результате измерения чрезвычайно быстрого вращения газового диска в самом центре галактики. STIS зафиксировал резкое увеличение скорости материала, поскольку он выглядел близко к диску газа, вращающемуся вокруг черной дыры. STIS измерил скорость, достигающую 880 000 миль в час (400 километров в секунду) в пределах 26 световых лет от центра галактики, где обитает черная дыра. Если бы черной дыры не было, скорость не росла бы так резко в наблюдениях STIS. Это движение позволило астрономам подсчитать, что черная дыра содержит не менее 300 миллионов солнечных масс.

Это также показывает, что STIS идеально подходит для эффективного проведения обзора галактик для определения распределения черных дыр и их масс. Астрономы считают, что они находятся на пути к обнаружению черных дыр, которые, как считается, питали квазары — чрезвычайно яркие ядра галактик, которых было много в ранней Вселенной.

Астрономы уже давно подозревают, что M84 содержит черную дыру из-за веских косвенных доказательств. Ядро галактики является активным, мощно излучающим свет и испускающим лучи частиц, излучающих в радиодиапазоне. Это открытие устанавливает четкую связь между динамическими движениями центрального компактного диска газа и мощной активностью ядра.

M84 находится в скоплении галактик Девы, в 50 миллионах световых лет от Земли, и является ближайшим соседом более массивной галактики M87, в которой Хаббл обнаружил чрезвычайно массивную черную дыру в 1994 году. Сравнение двух наблюдений демонстрирует мощь нового прибора STIS. Предыдущий спектрограф мог измерять только одно пятно галактики за раз. STIS предоставляет образцы скорости из непрерывной полосы вдоль галактики, используя щель в ее фокальной плоскости, а не одну апертуру, как в более ранних инструментах.

Каждая точка на твердотельном ПЗС-детекторе (прибор с зарядовой связью) определяет квадратное пятно в галактике со стороной 12 световых лет. Обнаружение черных дыр в центрах галактик примерно в 40 раз быстрее, чем более ранний спектрограф слабых объектов.

STIS был настроен на запись пяти спектральных характеристик в красном свете от светящихся атомов водорода, а также ионов азота и серы на орбите вокруг центра M84. На каждом отобранном участке измерялась скорость захваченного газа. Поскольку пятна являются смежными, астрономы могут детально отобразить изменение скорости.

Поскольку большая часть массы ядра галактики заключена в черной дыре, окружающий ее газовый диск вращается по-разному, так же как планеты вращаются вокруг нашего Солнца с разной скоростью в зависимости от расстояния до них. Точно так же, как массу Солнца можно рассчитать с помощью законов Ньютона и Кеплера, скорость вращения газа вокруг черной дыры можно использовать для измерения ее массы.

Солнечная системаЭкзопланетыЗвезды и туманностиГалактикиВселеннаяКосмические чудесаТелескоп

202220212020201920182017201620152014201320122011201020092008200720062005200420032002200120001999199819971996199519941993199219911990

American Astronomical Society MeetingAnnouncementsImage ReleaseNASA Science UpdateNews Nugget

Active Galaxies/QuasarsAsteroidsBinary StarsBlack HolesBow ShocksBrown DwarfsCANDELSCLASHCOSMOSCometsCosmochemistryCosmologyDark EnergyDark MatterDark NebulasDeep FieldsDistant GalaxiesDwarf GalaxiesDwarf PlanetsEarly Release ObservationEarthElliptical GalaxiesEmission NebulasExomoonsExoplanetsFrontier FieldsGOODSGalactic Center SurveyGalaxiesGalaxy ClustersGalaxy EvolutionGalaxy FormationGamma Ray BurstsGlobular ClustersGravitational LensingHubble Deep FieldHubble MissionHubble Ultra Deep FieldInteracting GalaxiesIntergalactic GasIrregular ГалактикиЮпитерКеплерОбъекты пояса КойпераМагеллановы облакаМарсМассивные звездыСредний глубокий обзорМлечный ПутьЦентр Млечного ПутиРазноеЛуныМультимиссияМножественные звездные системыМноговолновая длинаБлижайшие галактикиТуманностиНептунНейт ron StarsNovaeObservatoriesOpen ClustersPHATPlanetary Atmospheres/WeatherPlanetary NebulasPlanetary RingsPlanetsPlutoPulsarsRed Dwarf StarsReflection NebulasRoman Space TelescopeSWEEPSSaturnSmall Solar System BodiesSolar SystemSpiral GalaxiesStar ClustersStar FieldsStar Forming RegionsStarburst GalaxiesStarsStellar DisksStellar JetsSupernova RemnantsSupernovaeSurveyULLYSESUniverseUniverse Age/SizeUranusVariable StarsVenusWebb MissionWhite DwarfsWide Field Infrared Survey Telescopeen Español

Вернуться к началу

Телескоп «Хаббл» придумал, как взвесить одинокую черную дыру

Наука

Впечатляющий подвиг не увенчался успехом.

ВИКТОР де ШВАНБЕРГ/SCIENCE PHOTO LIBRARY/Science Photo Library/Getty Images

Nancy Atkinson and Universe Today

Недавно обнаруженный блуждающий объект находится примерно в 5000 световых лет от нас, в спиральном рукаве Киля-Стрельца нашей галактики. Две большие международные команды использовали данные Хаббла в своих исследованиях, чтобы узнать больше об объекте (OGLE-2011-BLG-0462/MOA-2011-BLG-191 или OB110462 для краткости). Одну команду возглавил Кайлаш Саху из Научного института космического телескопа в Балтиморе, который руководил группой в первоначальном обнаружении черной дыры. Вторую группу возглавил Кейси Лэм из Калифорнийского университета в Беркли. И хотя результаты двух команд немного различаются, обе предполагают наличие относительно компактного объекта.

Усеянное звездами небо на этом снимке, сделанном космическим телескопом Хаббл НАСА/ЕКА, расположено в направлении центра Галактики. Свет от звезд отслеживается, чтобы увидеть, не вызвано ли какое-либо изменение их видимой яркости дрейфующим перед ними объектом на переднем плане. Искажение пространства нарушителем на мгновение осветило бы внешний вид фоновой звезды, эффект, называемый гравитационным линзированием. Одно из таких событий показано на четырех кадрах крупным планом внизу. Стрелка указывает на звезду, которая на мгновение стала ярче, как это было впервые запечатлено Хабблом в августе 2011 года. NASA, ESA, K. Sahu (STScI), J. DePasquale (STScI)

Величина отклонения объекта из-за интенсивного искривления пространства позволила команде Саху оценить, что он весит семь солнечных масс. Команда Лама сообщает о несколько более низком диапазоне масс, а это означает, что объект может быть либо нейтронной звездой, либо черной дырой. По их оценкам, масса невидимого компактного объекта в 1,6–4,4 раза больше массы Солнца. В верхней части этого диапазона объект будет черной дырой; в нижней части это будет нейтронная звезда.

«Как бы мы ни хотели сказать, что это определенно черная дыра, мы должны сообщить обо всех возможных решениях», — сказала Джессика Лу из команды Беркли. «Это включает в себя как черные дыры с меньшей массой, так и, возможно, даже нейтронную звезду. Что бы это ни было, этот объект — первый обнаруженный остаток темной звезды, блуждающий по галактике без сопровождения другой звезды».

Однако есть и другие признаки и характеристики этого объекта, из-за которых данные склоняются к тому, что это черная дыра.

История этого объекта началась в 2011 году, когда данные Хаббла показали, что звезда становится ярче. Было установлено, что это было вызвано тем, что черная дыра на переднем плане дрейфовала перед звездой вдоль нашего луча зрения. Звезда стала ярче, а затем через несколько месяцев потускнела, вернувшись к своей нормальной яркости, когда черная дыра прошла мимо. Поскольку черная дыра не излучает и не отражает свет, ее нельзя наблюдать напрямую. Но его уникальный отпечаток пальца на ткани пространства можно измерить с помощью этих событий микролинзирования.

Десятки астрономов из команды Саху уже более шести лет работают над изучением этого объекта. И хотя астрономы уже использовали гравитационное микролинзирование примерно для 30 000 событий — изучая такие объекты, как звезды и экзопланеты — сигнатура черной дыры выделяется как уникальная среди других событий микролинзирования.

Команда сказала, что очень сильная гравитация черной дыры растянет продолжительность события линзирования до более чем 200 дней. Кроме того, если бы промежуточный объект был звездой на переднем плане, это вызвало бы временное изменение цвета звездного света, измеренное, потому что свет от звезд на переднем и заднем плане на мгновение смешался бы вместе. Но никакого изменения цвета при наблюдении за этим объектом замечено не было. Вот почему команда Саху опубликовала свою статью ранее в этом году, утверждая, что нашла блуждающую черную дыру.

О существовании черных дыр звездной массы известно с начала 1970-х годов. И до сих пор все массы черных дыр определялись статистически или посредством взаимодействий в двойных системах или в ядрах галактик. Поскольку черные дыры звездной массы обычно обнаруживаются вместе со звездами-компаньонами, этот новый объект очень необычен.

Было подсчитано, что 100 миллионов черных дыр блуждают среди звезд в нашей галактике Млечный Путь, и это, возможно, первый случай, когда изолированная черная дыра была обнаружена. Если это подтвердится как открытие блуждающей черной дыры, астрономы смогут оценить, что ближайшая к Земле изолированная черная дыра звездной массы может находиться на расстоянии 80 световых лет от нас. Для справки: ближайшая к нашей Солнечной системе звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии чуть более 4 световых лет.

«Обнаружение изолированных черных дыр позволит по-новому взглянуть на популяцию этих объектов в Млечном Пути», — сказал Саху. Он ожидает, что то, что астрономы узнали в ходе этих наблюдений, позволит им обнаружить больше свободно перемещающихся черных дыр внутри нашей галактики.

Но даже с использованием удивительного инструмента, называемого микролинзированием, это будет поиск по принципу «иголка в стоге сена». Астрономы также предсказывают, что только одно из нескольких сотен событий микролинзирования вызвано изолированными черными дырами.

«Астрометрическое микролинзирование концептуально просто, но с точки зрения наблюдений очень сложно», — сказал Саху. «Кроме того, микролинзирование — единственный метод, доступный для идентификации изолированных черных дыр».

Вот почему две команды, каждая из которых состоит из десятков астрономов, будут продолжать изучать и контролировать этот объект, надеясь получить больше данных и больше событий микролинзирования.

Эта статья была первоначально опубликована на Universe Today от Нэнси Аткинсон. Читайте оригинальную статью здесь.

Related Tags

  • Data
  • NASA
  • Space Science

Share:

Hubble finds isolated black hole roaming our Milky Way galaxy

Eberly College of Science

This is an illustration of a close- Взгляните на черную дыру, дрейфующую в нашей галактике Млечный Путь. Черная дыра искажает пространство вокруг себя, что искажает изображения фоновых звезд, выстроившихся почти прямо за ней. Этот эффект гравитационного «линзирования» является единственным красноречивым доказательством существования одиноких черных дыр, блуждающих по нашей галактике. Космический телескоп Хаббл охотится за этими черными дырами, ища искажения в звездном свете, когда черные дыры дрейфуют перед фоновыми звездами. Кредит: ИЗОБРАЖЕНИЕ: FECYT, IAC. Все права защищены.

UNIVERSITY PARK, Pa. — Хотя, по прогнозам, около 100 миллионов черных дыр бродят среди звезд нашей галактики Млечный Путь, астрономы так и не смогли окончательно идентифицировать изолированную черную дыру — до сих пор. Ранее черные дыры с массой вновь идентифицированной обнаруживались только в двойных системах, в которых черная дыра гравитационно связана с нормальной видимой звездой. Теперь, после шести лет тщательных наблюдений, космический телескоп НАСА «Хаббл» впервые предоставил убедительные доказательства существования одинокой черной дыры, дрейфующей в межзвездном пространстве.

Статья, описывающая открытие, подготовленная группой, в которую входит астроном штата Пенсильвания Говард Бонд, была принята к публикации в Astrophysical Journal.

«Недавно в новостях появились сообщения о черных дырах, поскольку несколько недель назад было опубликовано впечатляющее изображение черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь, — сказал Бонд, профессор практики астрономии и астрофизики в Пенсильванском университете. «Эта черная дыра имеет массу в 4 миллиона раз больше массы нашего Солнца; это так называемая сверхмассивная черная дыра. Наш объект, напротив, имеет массу всего в 7,1 раза больше солнечной. Это черная дыра звездной массы. Очень вероятно, что в Млечном Пути много таких объектов, но их чрезвычайно трудно обнаружить, поскольку они не излучают свет. Наша — первая, которая была идентифицирована на основании того, что черная дыра отклоняет изображение фоновой звезды, перед которой она прошла близко».

Обнаруженная черная дыра находится примерно в 5000 световых лет от нас, в спиральном рукаве Киля-Стрельца нашей галактики. Для контекста: ближайшая к нашей Солнечной системе звезда, Проксима Центавра, находится на расстоянии чуть более 4 световых лет.

Черные дыры, блуждающие по нашей галактике, рождаются из редких чудовищных звезд (менее одной тысячной звездного населения галактики), которые по меньшей мере в 20 раз массивнее нашего Солнца. Эти звезды взрываются как сверхновые, а остатки ядра под действием гравитации сдавливаются в черную дыру. Поскольку самодетонация не является идеально симметричной, черная дыра может получить толчок и полететь через нашу галактику, как взорвавшееся пушечное ядро.

Телескопы не могут сфотографировать своенравную черную дыру, потому что она не излучает никакого света. Однако черная дыра искажает пространство, которое затем отклоняет и усиливает звездный свет от всего, что на мгновение выстраивается точно позади нее.

Наземные телескопы, которые наблюдают за яркостью миллионов звезд в богатых звездных полях в направлении центральной выпуклости нашего Млечного Пути, ищут такое предательское внезапное повышение яркости одной из них, когда массивный объект проходит между нами и звезда. Затем Хаббл следит за наиболее интересными такими событиями.

Кайлаш Саху из Научного института космического телескопа в Балтиморе, штат Мэриленд, вместе со своей командой сделал открытие в ходе исследования, предназначенного для поиска именно таких изолированных черных дыр. Деформация пространства из-за гравитации объекта переднего плана, проходящего перед звездой, находящейся далеко позади него, на короткое время искривляет и усиливает свет фоновой звезды, когда она проходит перед ней. Явление, называемое гравитационным микролинзированием, используется для изучения звезд и экзопланет в примерно 20 000 событий, наблюдаемых до сих пор внутри нашей галактики.

Сигнатура черной дыры на переднем плане выделяется как уникальная среди других явлений микролинзирования. Очень сильная гравитация черной дыры растянет продолжительность события линзирования более чем на 200 дней.

Затем с помощью Хаббла была измерена величина отклонения изображения фоновой звезды черной дырой. Хаббл способен на исключительную точность, необходимую для таких измерений. Изображение звезды было смещено от обычного положения на две миллисекунды дуги. Это эквивалентно измерению диаметра 25-центовой монеты в Лос-Анджелесе, если смотреть из Нью-Йорка.

Этот метод астрометрического микролинзирования предоставил информацию о массе, расстоянии и скорости черной дыры. Величина отклонения из-за интенсивного искривления пространства черной дырой позволила команде оценить ее вес примерно в семь масс Солнца.