Содержание
Ученые впервые увидели столкновение двух черных дыр. Рассказываем, чем интересно это событие
Елизавета
Приставка
Новостной редактор
Ученым удалось увидеть столкновение двух черных дыр. Подобное событие они наблюдали впервые в истории астрономии. Его вероятным последствием стала ярчайшая световая вспышка. Обычно со стороны черных дыр не наблюдаются вспышки света, так как они не излучают свет. Но когда в прошлом году ученые обнаружили одно столкновение между черными дырами, они заметили также таинственную вспышку со стороны этого события. Мы узнали, что именно произошло во время слияния двух черных дыр, чем интересно это событие и может ли необычная вспышка повториться снова.
Читайте «Хайтек» в
Что произошло?
21 мая 2019 года гравитационно-волновые детекторы на Земле зарегистрировали сигнал, исходящий со стороны пары сталкивающихся массивных объектов.
Это событие произошло на расстоянии 2,4 млрд световых лет от Солнечной системы. Позднее обсерватория под названием Zwicky Transient Facility (ZTF) зафиксировала вспышку света. Когда ученые сравнили эти два сигнала, выяснилось, что сигналы они с одного направления, а это могло указывать на редкий случай столкновения черных дыр, доступного для наблюдений в оптическом диапазоне. Масса объектов различалась примерно в четыре раза. Один из них был тяжелее Солнца примерно в 8 раз, а другой — примерно в 30.
The ratio of the #GW190412 #blackholes masses is «roughly equal to the ratio of filling in a regular Oreo to in a Mega Stuf Oreo,» notes @LIGO & @NorthwesternU’s @cplberry «Investigations of connections between Oreos and black hole formation are ongoing.» https://t.co/HvSVOUMeLv pic.twitter.com/raRKbpQXP7
— LIGO (@LIGO) April 20, 2020
Обычно это событие сопровождается гравитационными волнами. Однако это, возможно, был один из тех редких случаев, когда столкновение привело к выбросу света.
Команда, использующая данные лазерного интерферометра, гравитационно-волновой обсерватории LIGO и европейского детектора Virgo подтвердила, что это была «вспышка света», которая, скорее всего, произошла из-за слияния черных дыр.
Что происходит при столкновении обычно?
Многие галактики имеют супермассивные черные дыры в своем центре, их гигантский газовый диск может притягивать и объединять малые черные дыры. В прошлом астрономы могли только по косвенным признакам понять, что произошло столкновение подобных массивных объектов, в том числе по замеченным приборами гравитационным волнам или газовой реакции.
Если черные дыры не излучают свет, то почему это произошло сейчас?
Согласно основной рабочей гипотезе, выдвинутой Штерном и его коллегами, в 2019 году произошло столкновение внутри аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру, лежащую в центре квазара — далекой галактики с очень ярким активным ядром.
Как только черные дыры поменьше сталкиваются, крупная черная дыра получает импульс, толкающий ее в случайном направлении, в результате чего она встречается с газом в диске и создает вспышку света.
Однако ученые пока не могут доказать, что именно слияние привело к вспышке. Астроном Мэтью Грэм, который участвовал в исследователи, предупредил, что они пока не могут «полностью исключить некоторые другие версии». Но если они смогут, то это подтвердит существующие теории и добавит данные о черных дырах и их поведении.
Изображение: Caltech
Исследователи выдвигали и другие теории относительно того, что могло вызвать вспышку света. Однако они последовательно исключили такие версии, как «поедание» звезды, вспышка сверхновой или взрыв сверхмассивной черной дыры.
Удар и дальнейшее слияние двух черных дыр привели к образованию нового небесного тела. Его масса выше солнечной приблизительно в 100 раз.
Такое событие повторится еще когда-либо?
Астрономы считают, что вспышка повторится через несколько лет.
Это произойдет, поскольку новый объект на обратном пути снова прорежет раскаленный газ в окрестностях сверхмассивной черной дыры.
Сейчас ученые продолжают анализировать произошедшее событие.
Читать также
Посмотрите на закат в других мирах: как Солнце заходит на Марсе, Титане и Уране
Недалеко от нас обнаружены две суперземли: там могут найти жизнь
На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком
Недавно открытая пара черных дыр может столкнуться в течение трех лет
Александр
Шереметьев
новостной редактор
Александр
Шереметьев
новостной редактор
Астрофизики сообщили, что в одной из удаленных галактик в ближайшее время могут столкнуться две сверхмассивные черные дыры.
Это будет первое столкновение, которые ученые смогут наблюдать.
Читайте «Хайтек» в
Исследователи заметили, что колебания света, исходящие от центра галактики SDSS J1430+2303, напоминают сближение двух сверхмассивных черных дыр. Если наблюдения подтвердятся, столкновение произойдет в течение ближайших трех лет.
Ранее в этом году китайские астрофизики опубликовали препринт статьи, в котором сообщили о странном поведении света в центре галактики SDSS J1430+2303. В течение трех лет колебания в галактическом ядре становились все короче и короче, с периода времени около года до всего лишь одного месяца. Это наблюдение дало предположение, что в центре этой галактики находятся две сближающиеся черные дыры.
В новом исследовании ученые из Университета Гуанчжоу в течение 200 дней наблюдали за SDSS J1430+2303 с помощью рентгеновских телескопов. Они подтвердили изменения в рентгеновском свете, изучаемом галактикой, а также тип излучения, связанный с падением железа на черную дыру, характерный для слияния черных дыр.
Однако текущие наблюдения все еще на дают однозначного ответа. Эти эффекты могут быть связаны со слиянием или с другим неизвестным процессом, который происходит в галактическом центре.
Художественное изображение столкновения двух черных дыр. Источник: NASA Goddard
Однако не совсем ясно, что то, что происходит в центре J1430+2303, вообще является результатом двойной черной дыры , не говоря уже о той, которая вот-вот рухнет. Галактические ядра — это странные места, испускающие сигналы, которые трудно интерпретировать, а это означает, что, возможно, что-то еще может быть причиной изменчивости в сердце J1430+2303.
Столкновения черных дыр были впервые открыты в 2015 году. С тех пор ученые неоднократно фиксировали подобные события, но обо всех из них мы знаем только по косвенным данным — гравитационному возмущению, распространяющемуся сквозь пространство-время. Большинство из открытых на сегодня столкновений представляют собой черные дыры с массой немного больше солнечной. Именно такие события фиксируют гравитационные датчики обсерваторий LIGO и Virgo.
Наблюдения за галактикой SDSS J1430+2303 показали, что в ее центре с высокой вероятностью находятся две близко расположенные черные дыры общей массой в 200 млн Солнц. Столкновение таких объектов вызовет мощную вспышку, которую можно будет наблюдать во всех спектрах света.
Астрофизики отмечают, что данные, содержащиеся в такой вспышке, могут многое рассказать о том, как формируются сверхмассивные черные дыры. Одна из гипотез говорит, что они являются результатом бинарного слияния нескольких объектов.
Читать далее:
Солнечное пятно размером с Землю выросло в 10 раз за 2 дня: оно направлено на нас
Ученые нашли останки древнего мужчины с двумя X-хромосомами
С тела — в рот: ученые поняли, откуда появились зубы
Две чудовищные черные дыры приближаются к столкновению, которое сотрясет ткань пространства-времени
Художественная визуализация бинарных черных дыр, медленно приближающихся к сотрясающему пространство слиянию.
(Изображение предоставлено Калифорнийским технологическим институтом)
Астрономы обнаружили две сверхмассивные черные дыры , которые находятся на 99% пути к сильному столкновению, которое сотрясет саму ткань пространства-времени .
Черные дыры, носящие общее название ПКС 2131-021, застыли в роковом танце около 9миллиардов световых лет от Земли, согласно исследованию, опубликованному 23 февраля в The Astrophysical Journal Letters . Два объекта неуклонно двигались навстречу друг другу в течение примерно 100 миллионов лет, согласно заявлению из НАСА , и теперь они делят бинарную орбиту, где две черные дыры вращаются вокруг друг друга каждые два года или около того.
Примерно через 10 000 лет две черные дыры сольются, посылая гравитационные волны — рябь в ткани пространства-времени, первоначально предсказанную 9Исследователи заявили, что 0003 Альберт Эйнштейн — распространяется по Вселенной. Хотя никто из нас не станет свидетелем этого эпического столкновения, изучение PKS 2131-021 может дать новую информацию о том, как формируются сверхмассивные черные дыры и что происходит, когда две из них сталкиваются.
Двойные черные дыры вращаются друг вокруг друга в анимации этого художника. Большая черная дыра выбрасывает в космос струю материи со скоростью, близкой к скорости света, что позволяет астрономам обнаружить ее с Земли. (Изображение предоставлено: Калифорнийский технологический институт/Р. Хёрт)
Сверхмассивные черные дыры — чрезвычайно темные, плотные объекты, которые в сотни миллионов раз массивнее Земли Солнца — находятся в центре большинства, если не всех, галактик во Вселенной. Астрономы не знают, как эти объекты становятся такими большими, но одна из возможностей состоит в том, что самые большие черные дыры во Вселенной являются результатом по крайней мере одного слияния двух меньших черных дыр, согласно НАСА. Новое исследование может помочь подтвердить эту гипотезу.
PKS 2131-021 — это особый тип черной дыры, известный как блазар. По сути, это сверхмассивная черная дыра, которая направляет струю перегруженного вещества прямо на Землю. Эта материя возникает из колец горячего газа, которые формируются вокруг определенных черных дыр; когда черная дыра втягивает этот газ своими мощными гравитация , некоторое количество материи может вырваться, вместо этого оно будет отброшено струей плазмы , движущейся почти со скоростью света.
Авторы нового исследования наблюдали за яркостью около 1800 блазаров, разбросанных по Вселенной, когда заметили кое-что необычное: яркость блазара PKS 2131-021 колебалась через равные промежутки времени — настолько предсказуемо, что авторы исследования сравнили колебания к тиканью часов.
Исследователи подозревали, что эти изменения были результатом того, что вторая черная дыра притягивает первую, поскольку два объекта вращаются вокруг друг друга каждые два года или около того, но команде требовалось больше данных, чтобы увидеть, как долго сохраняется эта закономерность. Поэтому исследователи изучили данные пяти обсерваторий за 45 лет. Все дополнительные данные совпали с предсказаниями команды о том, как должна меняться яркость бинарного блазара с течением времени.
ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ СОДЕРЖАНИЕ
Если результаты подтвердятся, PKS 2131-021 станет второй парой двойных черных дыр из когда-либо обнаруженных — и самой тесно связанной парой из обнаруженных учеными.
В 2020 году ученые обнаружили первого известного во Вселенной кандидата в двойные черные дыры в галактике на расстоянии около 3,5 миллиардов световых лет от Земли. Однако эти черные дыры вращаются вокруг друг друга каждые девять лет, что позволяет предположить, что расстояние между ними гораздо больше, чем между двумя членами PKS 2131-021.
Две чудовищные черные дыры достаточно велики и расположены достаточно близко друг к другу, чтобы высвободить гравитационные волны перед неизбежным столкновением, говорится в заявлении авторов исследования . Будущие наблюдения за PKS 2131-021 будут сосредоточены на том, чтобы поймать эти волны в действии.
Первоначально опубликовано на Live Science.
Брэндон — редактор по космонавтике и физике в Live Science. Его статьи публиковались в The Washington Post, Reader’s Digest, CBS.com, на веб-сайте Фонда Ричарда Докинза и в других изданиях. Он имеет степень бакалавра творческого письма в Университете Аризоны, а также несовершеннолетние в области журналистики и медиа-искусства.
Больше всего ему нравится писать о космосе, науках о Земле и тайнах Вселенной.
Астрономы обнаружили две гигантские черные дыры, движущиеся по спирали к столкновению
Сверхмассивные черные дыры, масса которых в миллионы и миллиарды раз превышает массу нашего Солнца, лежат в центре большинства галактик, и астрономы очень хотят узнать, как появились эти чудовища. Хотя они считают, что большинство из них возникло в результате по крайней мере одного слияния двух меньших сверхмассивных черных дыр, ученым не хватало наблюдений, которые могли бы дать представление, поскольку была обнаружена только одна пара сверхмассивных черных дыр на пути к слиянию.
Новое исследование может изменить это: Исследователи, наблюдающие сверхмассивную черную дыру, сообщают о признаках того, что у нее есть спутник на близкой орбите. Огромный дуэт, называемый бинарным, вращается вокруг друг друга примерно каждые два года.
Если команда верна, диаметр орбиты двойной системы в 10–100 раз меньше, чем у единственной другой известной сверхмассивной двойной системы, и пара сольется примерно через 10 000 лет.
Это может показаться долгим сроком, но в общей сложности черным дырам такого размера потребуется около 100 миллионов лет, чтобы начать вращаться вокруг друг друга и, наконец, собраться вместе. Значит эта пара больше 99% пути до столкновения.
Джозеф Лацио и Микеле Валлиснери из Лаборатории реактивного движения НАСА в Южной Калифорнии рассказали, как сверхмассивные черные дыры ведут себя в двойной системе, и как интерпретировать радиоданные.
Доказательства того, что у этой сверхмассивной черной дыры может быть спутник, получены в результате наблюдений с помощью радиотелескопов на Земле. Черные дыры не излучают свет, но их гравитация может собирать вокруг себя диски горячего газа и выбрасывать часть этого материала в космос. Эти джеты могут простираться на миллионы световых лет. Струя, направленная к Земле, выглядит намного ярче, чем струя, направленная от Земли. Астрономы называют сверхмассивные черные дыры со струями, направленными в сторону Земли, блазарами, и блазар PKS 2131-021 находится в центре этой недавней статьи.
Расположенный примерно в 9 миллиардах световых лет от Земли, PKS 2131-021 является одним из 1800 блазаров, которые группа исследователей Калифорнийского технологического института в Пасадене отслеживала с помощью радиообсерватории Оуэнс-Вэлли в Северной Калифорнии в течение 13 лет в рамках общей изучение поведения блазаров. Но этот конкретный блазар демонстрирует странное поведение: его яркость показывает регулярные взлеты и падения так же предсказуемо, как тиканье часов.
Теперь исследователи считают, что это регулярное изменение является результатом того, что вторая черная дыра притягивает первую, когда они вращаются друг вокруг друга примерно каждые два года. Масса каждой из двух черных дыр в PKS 2131-021 оценивается в несколько сотен миллионов раз больше массы нашего Солнца. Чтобы подтвердить открытие, ученые попытаются обнаружить гравитационные волны — рябь в пространстве — исходящие от системы. О первом обнаружении гравитационных волн от двойных черных дыр было объявлено в 2016 г.