Сверхмассивная черная дыра: Ученые объяснили, как возникли сверхмассивные черные дыры

Ученые объяснили, как возникли сверхмассивные черные дыры

https://ria.ru/20210617/dyry-1737427892.html

Ученые объяснили, как возникли сверхмассивные черные дыры

Ученые объяснили, как возникли сверхмассивные черные дыры — РИА Новости, 17.06.2021

Ученые объяснили, как возникли сверхмассивные черные дыры

Американские ученые предложили оригинальную гипотезу образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Авторы статьи, опубликованной в журнале… РИА Новости, 17.06.2021

2021-06-17T16:24

2021-06-17T16:24

2021-06-17T16:41

наука

сша

космос — риа наука

физика

астрофизика

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

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

https://cdnn21.img.ria.ru/images/92517/02/925170253_0:0:4400:2475_1920x0_80_0_0_250527c47b8b6f6dd28c084001b2f194.jpg

МОСКВА, 17 июн — РИА Новости. Американские ученые предложили оригинальную гипотезу образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Авторы статьи, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters, считают, что эти гигантские объекты возникли в результате коллапса гало темной материи.Сверхмассивные черные дыры — это черные дыры, масса которых в несколько миллионов или миллиардов раз превышает массу Солнца. Такие объекты расположены в центре многих галактик, включая Млечный Путь. Астрофизические наблюдения показывают, что сверхмассивные черные дыры существовали в нашей Вселенной практически с самого начала, древнейшие из них имеют возраст 13,7 миллиарда лет. При этом общий возраст Вселенной составляет 13,799 миллиарда лет. До сих пор ученые не могут однозначно объяснить, как за столь короткое время смогли появиться такие массивные объекты.Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде и Института космологической физики Чикагского университета представили модель, согласно которой массивные черные дыры могли образоваться в результате самовзаимодействия частиц темной материи.Хотя темная материя пока не обнаружена в явном виде, физики уверены, что она составляет до 85 процентов материальной части Вселенной. Ее невидимый ореол — гало — окружает галактики и скопления галактик. Ученые считают, что, если бы видимая материя галактики не была заключена в гало темной материи, она моментально разлетелась бы в разные стороны.»Физики недоумевают, почему сверхмассивные черные дыры, расположенные в центральных областях гало темной материи, так сильно выросли за короткое время, — приводятся в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде слова руководителя исследования доцента физики и астрономии Хай-Бо Ю (Hai-Bo Yu). — Это как если бы пятилетний ребенок весил, скажем, 90 килограммов. Такой ребенок удивил бы всех, потому что мы знаем типичный вес новорожденного и скорость его роста. Также и у физиков есть общие представления относительно массы зародышевой черной дыры и скорости ее роста. Наличие молодых сверхмассивных черных дыр говорит о том, что существующие представления неверны».По словам ученых, здесь могут быть два объяснения: либо зародыши черных дыр сразу очень большие, либо черные дыры растут намного быстрее, чем думали. «Черным дырам требуется время, чтобы стать массивными за счет аккреции окружающей материи, — объясняет еще один автор статьи, И-Мин Чжун из Чикагского университета. — Наша модель показывает, что если темная материя взаимодействует сама с собой, то гравитермический коллапс гало может привести к образованию достаточно массивного зародыша черной дыры. При этом скорость ее роста будет соответствовать общим ожиданиям».До сих пор считали, что сверхмассивные черные дыры формируются в процессе коллапса чистого газа в протогалактиках ранней Вселенной. Однако этот механизм не может привести к созданию массивного зародыша, поэтому предполагает, что сверхвысокой была скорость роста.»Наша работа предлагает альтернативное объяснение: самовзаимодействующий ореол темной материи испытывает гравитермическую нестабильность, и его центральная область коллапсирует в зародышевую черную дыру, — объясняет Ю. — Преимущество нашего сценария в том, что масса зародышевой черной дыры может быть высокой, поскольку она создается в результате коллапса гало темной материи. Таким образом, он может вырасти в сверхмассивную черную дыру за относительно короткий промежуток времени».Согласно гипотезе авторов, частицы темной материи сначала группируются вместе под действием силы тяжести и образуют ореол темной материи, на который действуют две конкурирующие силы — гравитация и давление. В то время как гравитация притягивает частицы темной материи внутрь, давление выталкивает их наружу. Если частицы темной материи не взаимодействуют друг с другом, то по мере того, как гравитация тянет их к центральному гало, они становятся более горячими, то есть движутся быстрее, давление эффективно увеличивается, и они отскакивают. При взаимодействии они, наоборот, притягиваются, и в какой-то момент гало схлопывается до особого состояния — зародышевой черной дыры.

https://ria.ru/20210416/dyra-1728544012.html

https://ria.ru/20210329/astrofizika-1603339774.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/

2021

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/92517/02/925170253_550:0:3850:2475_1920x0_80_0_0_2d6ea67f38cc07beb5e3211f95b1509d.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, космос — риа наука, физика, астрофизика

Наука, США, Космос — РИА Наука, Физика, астрофизика

МОСКВА, 17 июн — РИА Новости. Американские ученые предложили оригинальную гипотезу образования сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Авторы статьи, опубликованной в журнале Astrophysical Journal Letters, считают, что эти гигантские объекты возникли в результате коллапса гало темной материи.

Сверхмассивные черные дыры — это черные дыры, масса которых в несколько миллионов или миллиардов раз превышает массу Солнца. Такие объекты расположены в центре многих галактик, включая Млечный Путь.

Астрофизические наблюдения показывают, что сверхмассивные черные дыры существовали в нашей Вселенной практически с самого начала, древнейшие из них имеют возраст 13,7 миллиарда лет. При этом общий возраст Вселенной составляет 13,799 миллиарда лет. До сих пор ученые не могут однозначно объяснить, как за столь короткое время смогли появиться такие массивные объекты.

Исследователи из Калифорнийского университета в Риверсайде и Института космологической физики Чикагского университета представили модель, согласно которой массивные черные дыры могли образоваться в результате самовзаимодействия частиц темной материи.

Хотя темная материя пока не обнаружена в явном виде, физики уверены, что она составляет до 85 процентов материальной части Вселенной. Ее невидимый ореол — гало — окружает галактики и скопления галактик. Ученые считают, что, если бы видимая материя галактики не была заключена в гало темной материи, она моментально разлетелась бы в разные стороны.

16 апреля 2021, 11:49Наука

Создана первая визуализация двойной черной дыры

«Физики недоумевают, почему сверхмассивные черные дыры, расположенные в центральных областях гало темной материи, так сильно выросли за короткое время, — приводятся в пресс-релизе Калифорнийского университета в Риверсайде слова руководителя исследования доцента физики и астрономии Хай-Бо Ю (Hai-Bo Yu). — Это как если бы пятилетний ребенок весил, скажем, 90 килограммов. Такой ребенок удивил бы всех, потому что мы знаем типичный вес новорожденного и скорость его роста. Также и у физиков есть общие представления относительно массы зародышевой черной дыры и скорости ее роста. Наличие молодых сверхмассивных черных дыр говорит о том, что существующие представления неверны».

По словам ученых, здесь могут быть два объяснения: либо зародыши черных дыр сразу очень большие, либо черные дыры растут намного быстрее, чем думали.

«Черным дырам требуется время, чтобы стать массивными за счет аккреции окружающей материи, — объясняет еще один автор статьи, И-Мин Чжун из Чикагского университета. — Наша модель показывает, что если темная материя взаимодействует сама с собой, то гравитермический коллапс гало может привести к образованию достаточно массивного зародыша черной дыры. При этом скорость ее роста будет соответствовать общим ожиданиям».

До сих пор считали, что сверхмассивные черные дыры формируются в процессе коллапса чистого газа в протогалактиках ранней Вселенной. Однако этот механизм не может привести к созданию массивного зародыша, поэтому предполагает, что сверхвысокой была скорость роста.

«Наша работа предлагает альтернативное объяснение: самовзаимодействующий ореол темной материи испытывает гравитермическую нестабильность, и его центральная область коллапсирует в зародышевую черную дыру, — объясняет Ю. — Преимущество нашего сценария в том, что масса зародышевой черной дыры может быть высокой, поскольку она создается в результате коллапса гало темной материи. Таким образом, он может вырасти в сверхмассивную черную дыру за относительно короткий промежуток времени».

29 марта 2021, 18:00Наука

Обнаружена первая черная дыра промежуточной массы

Согласно гипотезе авторов, частицы темной материи сначала группируются вместе под действием силы тяжести и образуют ореол темной материи, на который действуют две конкурирующие силы — гравитация и давление. В то время как гравитация притягивает частицы темной материи внутрь, давление выталкивает их наружу. Если частицы темной материи не взаимодействуют друг с другом, то по мере того, как гравитация тянет их к центральному гало, они становятся более горячими, то есть движутся быстрее, давление эффективно увеличивается, и они отскакивают. При взаимодействии они, наоборот, притягиваются, и в какой-то момент гало схлопывается до особого состояния — зародышевой черной дыры.

Парадоксы сверхмассивных черных дыр | Астрономические мероприятия, наблюдения звездного неба в Крыму!

1. Мы привыкли по отношению к черным дырам употреблять прилагательное «сверхплотная». А, оказывается, средняя плотность сверхмассивной чёрной дыры (вычисляемая путём деления  общей массы чёрной дыры на объём ее сферы Шварцшильда) может быть даже меньше плотности комнатного воздуха! Не верите? Смотрите расчеты

Расчет средней плотности черной дыры

Рассмотрим подробнее первый миф. Математически легко рассчитать среднюю плотность черной дыры (ЧД), если знать ее массу и принять ее радиус равным радиусу Шварцшильда. Допустим, у нас есть сверхмассивная черная дыра массой в миллиард солнечных масс.  Вполне реальный пример, существуют даже более массивные черные дыры. Выразим в килограммах: М=10⁹*2*10³⁰=2*10³⁹кг.
Плотность = масса/объем
Дело за объемом. Черная дыра в простейшем случае — шар. Объем шара = (4/3)*Пи*R³.
Какой же размер дыры ?
Размер вычисляем из формулы второй космической скорости: R=(2*G*М)/c²
Все цифры известны, подставляем в формулу:
R= (2*6.67*10^-11*2*10³⁹)/9*10¹⁶
Отсюда R=3*10¹²м

Переходим к расчету объема. Считаем примерно — Пи с тройкой нагло сокращаются.
Объем=4*R³ = 4*27*10³⁶ = 108*10³⁶ м³

Теперь считаю плотность. Плотность = масса/объем.
Масса=2*10³⁹кг.
Объем = 108*10³⁶м³
В результате, средняя плотность черной дыры в данном случае равна примерно 18. 27т), а плотность обратно пропорциональна радиусу в кубе. Отсюда следует, что при увеличении массы средняя плотность ЧД быстро падает.

Отсюда следует важный вывод, что черную дыру можно получить не только сжатием вещества, но и путем накопления большого количества материала в определенном объеме.

P.S. Радиус Шварцшильда — радиус простейшей невращающейся ЧД без заряда и вращения.

***

2. Включение маршевых двигателей, красиво показанное в фильмах, увеличивает время падения на черную дыру, то есть замедляет падение. На самом деле это не так.

Обоснование.

Чтобы просуществовать максимально долгое время, космический корабль должен осуществить следующий маневр. При падении в черную дыру нужно включить на полную мощность двигатель при подлете к горизонту так, чтобы почти остановиться у самого горизонта. После этого необходимо выключить двигатель и дать кораблю свободно падать от горизонта до сингулярности. Время такого падения и будет максимальным временем существования. Любые попытки космонавтов как-то затормозить с помощью включения двигателя падение внутрь черной дыры или попытки направить корабль в орбитальное движение приведут только к тому, что корабль упадет в сингулярность за более короткий промежуток времени (по часам космонавта).

Как же так может быть? Хорошо, согласимся, что работа двигателей не в состоянии побороть огромную силу тяготения внутри черной дыры и остановить ракету, но все же торможение должно хоть немного замедлить падение, сделать его более продолжительным? И уж тем более это торможение не ускорит падения!

И тем не менее внутри черной дыры это возможно. Дело в том, что, включая двигатели, космонавт разгоняет свою ракету (назовем ее А} по отношению к свободно падающей ракете с выключенными двигателями (ракета Б). Но на разгоняющейся ракете время течет медленнее. А внутри черной дыры этот фактор оказывается решающим. Ракета А все равно падает в сингулярность. Но из-за того, что часы на ней шли существенно медленнее с точки зрения ракеты Б, то и весь процесс падения занял по часам А меньше времени. Идя медленнее, часы А “нати-кают” меньше секунд (или долей секунды), то есть с точки зрения ракеты А падение было менее продолжительным!

Напомню, что эта ситуация реальна именно для сверхмассивной черной дыры, поскольку у горизонта событий черной дыры звездной массы разность гравитационных потенциалов для двух соседних точек будет значительно превышать предел прочности любого реального тела.

***

3. Ускорение свободного падения (один из показателей гравитации) на горизонте событий сверхмассивной черной дыры значительно БОЛЬШЕ такового на горизонте событий черной дыры звездной массы. Это тоже заблуждение.

Расчет:

Ускорение свободного падения считается по известной формуле: g=(G*M)/R². Где G — гравитационная постоянная, M — масса черной дыры, R — радиус горизонта событий.

а) Считаем для ЧД с массой Солнца. Известно, что ее горизонт событий равен 3000 м, массу тоже можем взять из энциклопедии 2*10³⁰ кг, G=6. 67*10^-11. В результате g=15*10⁹ м/с²

б) Считаем для сверхмассивной ЧД с массой 10 млрд солнечных. Ее горизонт событий (который линейно зависит от массы) равен 3*10¹³ м, масса соответственно 2*10⁴⁰ кг, G=6.67*10^-11. В результате g=1500 м/с²

в) И для сравнения выполним расчет для нашего Солнца. Его радиус равен 7*10⁸ м, масса 2*10³⁰ кг, G=6.67*10^-11. В результате g=272 м/с²

Вывод: Ускорение свободного падения на горизонте сверхмассивных черных дыр сравнимо с ускорением на поверхности Солнца.

***

4. Мы не можем жить в черной дыре — нас сразу разорвет и засосет. Кто разорвет и куда засосет? 🙂 Можем, если дыра достаточно большая, например размером со Вселенную!

Расчет:

Размер черной дыры (с небольшой погрешностью можно сказать — он же радиус горизонта событий, радиус Шварцшильда, гравитационный радиус) считается по формуле:  R=2*G*М/c². Подставляем значения констант, получаем R=М(кг)*1,48*10^-27 (м). То есть радиус ЧД напрямую, линейно, зависит от ее массы, и только от нее! Зная массу, получаем размер горизонта ЧД. То зная размер и массу любого тела мы можем проверить является ли тело черной дырой: если его размер больше горизонта событий, то не является, меньше — является.

Подставляем, например, Землю: радиус горизонта около 1см, значит оно ЧД не является. Солнце: радиус горизонта 3км, не является. Что же будет если мы будем брать все большие по размеру тела?

Дело в том, что при сохранении постоянной плотности масса тела напрямую зависит от его объема. А объем пропорционален кубу радиуса тела (V шара = (4/3)*Пи*R³).

То есть когда мы берем, скажем, Солнце и добавляем ему размер в два раза, то его масса вырастет примерно в 8 раз, а при увеличении массы в 8 раз радиус его горизонта событий тоже вырастет в 8 раз. То есть для такого объекта радиус горизонта событий становится в 4 раза ближе к его настоящему размеру.

Получается, что при подборе все большего и большего объекта может наступить такой момент, когда радиус горизонта событий догонит его настоящий радиус и объект станет черной дырой!

Самый крупный объект, известный человеку — это Вселенная. Размер ее оценивается в 46-47 млрд св. лет (около 10²⁶ м), а масса 10⁵³-10⁵⁴ кг. Подставляем в формулу грав-радиуса (в начале этой главы) и получаем ответ 10²⁷ м^. Что больше принятого на сегодня размера Вселенной! => Вывод

МЫ ЖИВЕМ В ЧЕРНОЙ ДЫРЕ!

Литература:

1. o8ode.ru/article/timy/coza/black/vnutri_4ernoi_dyry.htm

2. en.wikipedia.org/wiki/Observable_universe

3. ru.wikipedia.org/wiki/Космология_чёрной_дыры

Назаров С.В.

Астробиблиотека

Словарик терминов

Если Вас заинтересовала эта тема и Вы хотите самостоятельно во всем разобраться, рекомендуем посетить Астроканикулы!

Найдена сверхмассивная чёрная дыра, прячущаяся в кольце космической пыли

eso2203ru — Научный релиз

16 февраля 2022 г.

На Очень Большом телескопе-интерферометре Европейской Южной обсерватории (VLTI ESO) наблюдалось облако космической пыли в центре галактики Мессье 77, внутри которого скрыта сверхмассивная чёрная дыра. Эти наблюдения подтверждают теоретическое предсказание, сделанное около 30 лет назад, и позволяют астрономам по-новому взглянуть на природу активных галактических ядер, которые относятся к наиболее ярким и загадочным объектам Вселенной.

Активные галактические ядра (AGN) – находящиеся в центрах некоторых галактик источники огромной энергии, порождаемой сверхмассивными чёрными дырами. Чёрные дыры поглощают гигантские количества космической пыли и газа. Но прежде, чем быть поглощённым, это вещество устремляется по спиральной траектории к чёрной дыре, выделяя при этом энергию, которая зачастую превосходит полную энергию, излучаемую всеми звёздами галактики.

Астрономы очень интересуются природой AGN – с тех самых пор, как эти яркие объекты были впервые обнаружены в 1950-х. И вот теперь, используя мощь VLTI ESO, группа исследователей под руководством Виолеты Гамез Росас (Violeta Gámez Rosas) из Лейденского университета в Нидерландах сделала решающий шаг к пониманию того, какие процессы в них происходят и как они выглядят вблизи. Результаты работы публикуются сегодня в журнале Nature.

Гамез Росас и её группа наблюдали центр галактики Мессье 77 (NGC 1068). Добившись исключительно высокого пространственного разрешения, они зарегистрировали плотное кольцо космической пыли и газа, скрывающее сверхмассивную чёрную дыру. Это открытие – ключевой аргумент в пользу выдвинутой 30 лет назад теории, известной как Единая модель AGN.

Астрономы знают, что существуют различные типы AGN. Некоторые из них порождают всплески радиоизлучения, в то время, как другие относятся к категории «радиоспокойных»; некоторые ярко сияют в видимых лучах; другие, такие, как Мессье 77, ведут себя более смирно. Согласно Единой модели, несмотря на эти различия, все AGN имеют одинаковую природу: это сверхмассивные чёрные дыры, окружённые плотным пылевым кольцом.

В рамках Единой модели все различия в наблюдательных проявлениях AGN объясняются их ориентацией, ракурсом, под которым мы видим чёрную дыру и её толстый диск с Земли. Тип, к которому мы относим то или иное AGN, зависит от того насколько пылевое кольцо загораживает чёрную дыру от нашего взгляда. В некоторых случаях она полностью скрыта слоем пыли.

Раньше астрономы уже находили свидетельства в пользу Единой модели, в частности, регистрируя горячую пыль в центре Мессье 77. Оставались, однако, сомнения в том, что пыль может полностью скрыть чёрную дыру и что этим можно объяснить, почему это AGN светится в видимых лучах менее ярко, чем другие.

“Истинная природа этих пылевых облаков, их роль как в подпитывании чёрной дыры веществом, так и в определении их видимости при наблюдении с Земли оставались центральными проблемами в исследованиях AGN на протяжении трёх последних десятилетий”, – рассказывает Гамез Росас. “И хоть единичный результат, конечно, не сможет дать ответ на все имеющиеся вопросы, мы сделали большой шаг к пониманию механизма работы AGN.”

Наблюдения удалось выполнить благодаря великолепным характеристикам многоапертурного спектрографа среднего инфракрасного диапазона MATISSE (Multi AperTure mid-Infrared SpectroScopic Experiment), установленного на ESO VLTI в чилийской пустыне Атакама. Приёмник MATISSE складывает инфракрасные световые потоки, собранные всеми четырьмя 8.2-метровыми телескопами комплекса Очень Большого телескопа ESO (VLT), применяя технику оптической интерферометрии. При помощи MATISSE группа провела сканирование центральной области галактики Мессье 77, расположенной в 47 миллионах световых лет от нас в созвездии Кита.

“MATISSE работает в широком диапазоне инфракрасных волн, что позволяет нам видеть сквозь пыль и точно измерять температуру. VLTI – очень большой интерферометр, и его разрешения достаточно, чтобы увидеть, что происходит даже в таких далёких галактиках, как Мессье 77. Полученные нами изображения дают детальную информацию об изменении температуры и поглощения в пылевых облаках вокруг чёрной дыры”, – говорит соавтор работы Вальтер Яффе (Walter Jaffe), профессор Лейденского университета.

Соединяя информацию о вызванных интенсивным излучением из области чёрной дыры изменениях температуры пыли (от комнатной до 1200 °C) с картами поглощения, группа построила подробную картину распределения пыли и определила точку, в которой должна лежать чёрная дыра. Распределение пыли — толстое внутреннее кольцо и более протяжённый диск — с чёрной дырой в центре соответствует Единой модели. Для построения этой картины группа также воспользовалась данными, полученными на Атакамской Большой миллиметровой / субмиллиметровой антенной решётке, которую ESO эксплуатирует на партнёрских началах, и на Антенной решётке со сверхдлинной базой Национальной радиоастрономической обсерватории.

“Наши результаты должны привести к лучшему пониманию внутренних процессов в AGN”, – заключает Гамез Росас. “А ещё они могут помочь нам лучше понять историю Млечного Пути – в его центре находится сверхмассивная чёрная дыра, которая могла быть активной в прошлом.”  

Теперь исследователи собираются использовать VLTI ESO, чтобы найти другие подтверждения Единой модели AGN на большой выборке галактик.

Член группы Бруно Лопес (Bruno Lopez), научный руководитель проекта MATISSE из обсерватории Кот д’Азур в Ницце, во Франции, говорит: “Мессье 77 – важный прототип AGN, что даёт нам прекрасную мотивацию для расширения нашей наблюдательной программы и оптимизации MATISSE с целью анализа более широкой выборки AGN. «

Чрезвычайно Большой телескоп ESO (ELT), первые наблюдения на котором планируются на конец десятилетия, также примет участие в этом поиске, дополнив находки группы исследованиями взаимодействия между AGN и их галактиками.

Узнать больше

Результаты работы представлены в статье “Thermal imaging of dust hiding the black hole in the Active Galaxy NGC 1068” (doi: 10.1038/s41586-021-04311-7), которая публикуется в журнале Nature.

Состав исследовательской группы: Violeta Gámez Rosas (Leiden Observatory, Leiden University, Netherlands [Leiden]), Jacob W. Isbell (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Germany [MPIA]), Walter Jaffe (Leiden), Romain G. Petrov (Université Côte d’Azur, Observatoire de la Côte d’Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France [OCA]), James H. Leftley (OCA), Karl-Heinz Hofmann (Max Planck Institute for Radio Astronomy, Bonn, Germany [MPIfR]), Florentin Millour (OCA), Leonard Burtscher (Leiden), Klaus Meisenheimer (MPIA), Anthony Meilland (OCA), Laurens B. F. M. Waters (Department of Astrophysics/IMAPP, Radboud University, the Netherlands; SRON, Netherlands Institute for Space Research, the Netherlands), Bruno Lopez (OCA), Stéphane Lagarde (OCA), Gerd Weigelt (MPIfR), Philippe Berio (OCA), Fatme Allouche (OCA), Sylvie Robbe-Dubois (OCA), Pierre Cruzalèbes (OCA), Felix Bettonvil (ASTRON, Dwingeloo, the Netherlands [ASTRON]), Thomas Henning (MPIA), Jean-Charles Augereau (Univ. Grenoble Alpes, CNRS, Institute for Planetary sciences and Astrophysics, France [IPAG]), Pierre Antonelli (OCA), Udo Beckmann (MPIfR), Roy van Boekel (MPIA), Philippe Bendjoya (OCA), William C. Danchi (NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, USA), Carsten Dominik (Anton Pannekoek Institute for Astronomy, University of Amsterdam, The Netherlands [API]), Julien Drevon (OCA), Jack F. Gallimore (Department of Physics and Astronomy, Bucknell University, Lewisburg, Pennsylvania, USA), Uwe Graser (MPIA), Matthias Heininger (MPIfR), Vincent Hocdé (OCA), Michiel Hogerheijde (Leiden; API), Josef Hron (Department of Astrophysics, University of Vienna, Austria), Caterina M. V. Impellizzeri (Leiden), Lucia Klarmann (MPIA), Elena Kokoulina (OCA), Lucas Labadie (1st Institute of Physics, University of Cologne, Germany), Michael Lehmitz (MPIA), Alexis Matter (OCA), Claudia Paladini (European Southern Observatory, Santiago, Chile [ESO-Chile]), Eric Pantin (Centre d’Etudes de Saclay, Gif-sur-Yvette, France), Jörg-Uwe Pott (MPIA), Dieter Schertl (MPIfR), Anthony Soulain (Sydney Institute for Astronomy, University of Sydney, Australia [SIfA]), Philippe Stee (OCA), Konrad Tristram (ESO-Chile), Jozsef Varga (Leiden), Julien Woillez (European Southern Observatory, Garching bei München, Germany [ESO]), Sebastian Wolf (Institute for Theoretical Physics and Astrophysics, University of Kiel, Germany), Gideon Yoffe (MPIA) и Gerard Zins (ESO-Chile).

Приёмник MATISSE был спроектирован, профинансирован и построен в тесном сотрудничестве с ESO консорциумом институтов Франции (Лаборатория Ж.-Л. Лагранжа — INSU-CNRS — обсерватория Кот д’Азур — университет Софии-Антиполис в Ницце), Германии (MPIA, MPIfR и университет в Киле), Нидерландов (NOVA и Лейденский университет) и Австрии (Венский университет). Поддержку в изготовлении инструмента оказали также обсерватория Конколи и Кёльнский университет.

Европейская Южная Обсерватория (ESO, European Southern Observatory) даёт учёным всего мира возможность раскрывать тайны Вселенной на благо всего человечества. Мы проектируем, строим и эксплуатируем наземные обсерватории мирового уровня – в них астрономы исследуют важнейшие научные проблемы и распространяют в мире интерес к астрономии – а также способствуем международному астрономическому сотрудничеству. Основанная в 1962 году как межгосударственная организация, сегодня ESO объединяет 16 стран-участниц: Австрию, Бельгию, Великобританию, Германию, Данию, Ирландию, Испанию, Италию, Нидерланды, Польшу, Португалию, Финляндию, Францию, Чешскую Республику, Швейцарию и Швецию, а также Чили, предоставившую свою территорию для размещения обсерваторий ESO, и Австралию, её стратегического партнера. Штаб-квартира ESO, а также Общественный центр и планетарий «ESO Supernova» расположены близ Мюнхена в Германии, а наши телескопы установлены в чилийской пустыне Атакама, великолепном месте с уникальными условиями для наблюдений неба. ESO располагает тремя наблюдательными пунктами: Ла Силья, Параналь и Чахнантор. В обсерватории Параналь установлен Очень Большой телескоп ESO (The Very Large Telescope, VLT), способный работать в формате Очень Большого телескопа-интерферометра VLTI, и два широкоугольных телескопа: VISTA, выполняющий обзоры неба в инфракрасных лучах, и обзорный телескоп оптического диапазона VLT (VLT Survey Telescope). Кроме того, на Паранале ESO на правах партнера предоставила место для установки Южной Решетки черенковских телескопов (Cherenkov Telescope Array South), крупнейшей в мире и рекордной по чувствительности гамма-обсерватории. В качестве участника международного партнёрства ESO эксплуатирует два инструмента миллиметрового и субмиллиметрового диапазона на плато Чахнантор: APEX и ALMA. На Серро Армазонес, недалеко от Параналя, мы строим Чрезвычайно Большой Телескоп ELT — «величайшее око человечества, устремленное в небо» . Офис ESO в Сантьяго, столице Чили, координирует нашу деятельность в этой стране и наше сотрудничество с чилийскими партнёрами и обществом.  

Ссылки

• Текст научной статьи
• Фото VLT/VLTI
• Вниманию журналистов: подписывайтесь и получайте наши релизы на вашем языке
• Вниманию учёных: а вам есть о чём рассказать? Представьте ваши исследования

Контакты

Kirill Maslennikov
Pulkovo Observatory
St.-Petersburg, Russia
Телефон: +7-9112122130
Сотовый: +7-9112122130
Email: [email protected]

Violeta Gámez Rosas
Leiden University
Leiden, the Netherlands
Телефон: +31 71 527 5737
Email: [email protected]

Walter Jaffe
Leiden University
Leiden, the Netherlands
Телефон: +31 71 527 5737
Email: [email protected]

Bruno Lopez
MATISSE Principal Investigator
Observatoire de la Côte d’ Azur, Nice, France
Телефон: +33 4 92 00 30 11
Email: [email protected]

Romain Petrov
MATISSE Project Scientist
Observatoire de la Côte d’ Azur, Nice, France
Телефон: +33 4 92 00 30 11
Email: Romain. [email protected]

Bárbara Ferreira
ESO Media Manager
Garching bei München, Germany
Телефон: +49 89 3200 6670
Сотовый: +49 151 241 664 00
Email: [email protected]

Connect with ESO on social media

Перевод пресс-релиза ESO eso2203.

Usage of ESO Images, Videos, Web texts and Music
Are you a journalist? Subscribe to the ESO Media Newsletter in your language.

Как сверхмассивные черные дыры росли так быстро?

Черные дыры в ранней Вселенной представляют некоторую проблему. Основываясь на наблюдениях с помощью телескопов на Земле и в космосе, мы знаем, что некоторые черные дыры выросли до массы, в миллиард раз превышающей массу Солнца, всего через миллиард лет после Большого взрыва. Однако наши нынешние модели роста черных дыр не могут объяснить такую ​​скорость роста. Так как же возникли эти сверхмассивные черные дыры?

Это проблема, которая давно мучает астрономов. Наше нынешнее понимание предполагает, что в этот период времени должны были расти только так называемые черные дыры промежуточной массы, в 100 000 раз превышающие массу нашего Солнца. И хотя было предложено несколько теорий этого быстрого раннего роста черной дыры, ответ остается неуловимым.

«Это по-прежнему огромная проблема в астрофизике», — сказал доктор Джон Риган, астрофизик из Дублинского городского университета, Ирландия.

Черные дыры образуются после того, как у массивной звезды заканчивается топливо, иногда в результате взрыва сверхновой, а иногда и без сверхновой, что называется сценарием прямого коллапса. Как только у звезды не остается топлива для сжигания, она больше не может поддерживать свою массу и коллапсирует. Если масса звезды была достаточно велика, она схлопнется в объект с огромным гравитационным притяжением, из которого ничто, даже свет, не может вырваться — черная дыра.

По мере того, как черная дыра постепенно втягивает все больше и больше пыли и газа, она может увеличиваться в размерах, в конечном итоге достигая гигантских размеров сверхмассивной черной дыры, такой как первая из когда-либо показанных в апреле 2019 года. черные дыры могли образоваться из сверхмассивных звезд, которые коллапсировали, образуя большие «зародышевые» черные дыры, что давало им фору в их росте.

Доктор Риган координировал проект под названием SmartStars, в рамках которого использовался один из самых мощных суперкомпьютеров в Ирландии, ICHEC, для моделирования того, как сверхгигантские звезды могут дать семена для сверхмассивных черных дыр. Команда хотела выяснить, могут ли эти звезды объяснить быстрый рост сверхмассивных черных дыр, которые мы наблюдаем сегодня в центре почти каждой галактики.

250 000

Они обнаружили, что такие звезды могут вырасти до массы Солнца в 250 000 раз в течение 200 миллионов лет после Большого взрыва — дразнящий результат. Однако даже у суперкомпьютеров есть свои ограничения. Исследователи смогли смоделировать будущее таких звезд только на миллион лет, но моделирование должно охватывать 800 миллионов лет, чтобы увидеть, действительно ли эти звезды могут быть семенами сверхмассивных черных дыр.

– Это отличная отправная точка, – сказал доктор Риган. «Благодаря следующему поколению суперкомпьютеров мы сможем продвигать эти симуляции все дальше и дальше».

Другие теории о том, как эти черные дыры росли так быстро, заключаются в том, что крошечная часть черных дыр росла с невероятной скоростью, или что меньшие черные дыры сливались вместе, чтобы вырасти в сверхмассивную черную дыру.

Доктор Мухаммед Латиф, астрофизик из Университета Объединенных Арабских Эмиратов в Абу-Даби, согласен с доктором Риганом в том, что модель сверхмассивной звезды остается нашей лучшей теорией на данный момент. Доктор Латиф был главным исследователем проекта FIRSTBHs, который, как и SmartStars, исследовал правдоподобие модели сверхмассивной звезды, используя моделирование на суперкомпьютере во Франции.

»

‘Это как пойти в детский сад и найти двухметрового младенца.’

Д-р Мухаммед Латиф, Университет Объединенных Арабских Эмиратов

Его проект, выполненный в CNRS во Франции, показал, что сверхмассивные звезды могут производить черные дыры-семянки, масса которых в сотни тысяч раз превышает массу нашего Солнца. «Мы обнаружили, что этот метод в основном осуществим», — сказал доктор Латиф, объяснив, что эти исходные черные дыры достаточно велики, чтобы объяснить рост сверхмассивных черных дыр в миллиард солнечных масс за небольшой промежуток времени.

Однако для образования этих черных дыр необходимы условия в ранней Вселенной. Потребовалось бы большое количество материала, состоящего из водорода и гелия, чтобы сформировать достаточно массивные черные дыры-затравки, чтобы получить сверхмассивные черные дыры, что, по-видимому, было возможно.

Но другие необъяснимые факторы означают, что это все еще открытый вопрос. Затравочные черные дыры должны будут втягивать материю со скоростью не менее 0,1 массы Солнца в год, например, и на данный момент неясно, возможно ли это.

Обсерватории

Несколько обсерваторий уже позволяют нам детально исследовать черные дыры в ранней Вселенной. В октябре 2019 года астрономы объявили, что они использовали Атакамскую большую миллиметровую/субмиллиметровую решетку (ALMA) в Чили, чтобы найти толстое кольцо из пыли и газа вокруг сверхмассивной черной дыры внутри далекой галактики. Считается, что с двумя потоками газа, вращающимися в противоположных направлениях, это кольцо могло снабдить сверхмассивную черную дыру достаточным количеством материала, чтобы заставить ее быстро расти.

Ранее, в августе 2019 года, рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» удалось обнаружить так называемую «скрытую» черную дыру, быстро растущую, когда возраст Вселенной составлял всего 6% от ее нынешнего возраста. Густое облако газа скрывает черную дыру и образовавшийся квазар, яркую область перегретого материала, окружающую ее, но Чандра смогла обнаружить ее, увидев рентгеновские лучи, исходящие из облака.

Однако в будущем телескопы, вероятно, потребуются для более подробного изучения быстрого роста сверхмассивных черных дыр. Например, хотя мы можем предсказать существование затравочных черных дыр, мы пока не можем их увидеть. Предстоящий космический телескоп НАСА Джеймса Уэбба (JWST), который должен быть запущен в 2021 году, может обнаружить некоторые из неоткрытых черных дыр.

Усовершенствованный телескоп Европейского космического агентства для астрофизики высоких энергий (ATHENA), запуск которого запланирован на 2031 год, должен дать нам еще лучшее понимание того, как возникают сверхмассивные черные дыры.

«Люди очень надеются, что с помощью миссии ATHENA мы получим более четкую картину, — сказал доктор Латиф. И, возможно, вскоре мы, наконец, узнаем, как эти огромные объекты стали такими большими за такой короткий промежуток времени.

«Это как пойти в детский сад и найти двухметрового младенца», — добавил доктор Латиф.

Исследование, описанное в этой статье, финансировалось ЕС. Если вам понравилась эта статья, поделитесь ею в социальных сетях.

Как возникает сверхмассивная черная дыра

Сверхмассивные черные дыры, или СМЧД, — это черные дыры с массой, в несколько миллионов или миллиардов раз превышающей массу нашего Солнца. В Млечном Пути находится сверхмассивная ЧД с массой в несколько миллионов раз больше массы Солнца. Удивительно, но астрофизические наблюдения показывают, что СМЧД уже существовали, когда Вселенная была очень молода. Например, черные дыры с массой в миллиард солнечных обнаружены, когда возраст Вселенной составлял всего 6% от ее нынешнего возраста, 13,7 миллиарда лет. Как возникают эти сверхмассивные чёрные дыры в ранней Вселенной?

Группа под руководством физика-теоретика из Калифорнийского университета в Риверсайде придумала объяснение: массивная черная дыра-семя, которая может образоваться при коллапсе ореола темной материи.

Гало темной материи — это ореол невидимой материи, окружающий галактику или скопление галактик. Хотя темная материя никогда не обнаруживалась в лабораториях, физики по-прежнему уверены, что эта загадочная материя, составляющая 85% материи Вселенной, существует. Если бы видимая материя галактики не была заключена в гало темной материи, эта материя разлетелась бы на части.

Хай-Бо Ю — физик-теоретик, специализирующийся на свойствах частиц темной материи. (Саманта Тиу)

«Физики недоумевают, почему СМЧД в ранней Вселенной, расположенные в центральных областях гало темной материи, так сильно растут за короткое время», — сказал Хай-Бо Ю, доцент кафедры физики и астрономии. в Калифорнийском университете в Риверсайде, который руководил исследованием, опубликованным в Astrophysical Journal Letters. «Это как 5-летний ребенок, который весит, скажем, 200 фунтов. Такой ребенок удивил бы всех нас, потому что мы знаем типичный вес новорожденного и то, как быстро этот ребенок может расти. Когда дело доходит до черных дыр, у физиков есть общие ожидания относительно массы черной дыры-семени и скорости ее роста. Присутствие СМЧД предполагает, что эти общие ожидания были нарушены, что требует новых знаний. И это захватывающе».

Черная дыра-семя — это черная дыра на начальной стадии — сродни младенческой стадии жизни человека.

«Мы можем думать о двух причинах», — добавил Юй. «Семя — или «ребенок» — черная дыра либо намного массивнее, либо растет намного быстрее, чем мы думали, либо и то, и другое. Возникает вопрос: каковы физические механизмы образования достаточно массивной затравочной черной дыры или достижения достаточно высокой скорости роста?»

«Черным дырам требуется время, чтобы стать массивными за счет аккреции окружающего вещества», — сказал соавтор И-Минг Чжун, научный сотрудник Института космологической физики им. Кавли Чикагского университета. «Наша статья показывает, что если темная материя взаимодействует сама с собой, то гравитермический коллапс гало может привести к достаточно массивной затравочной черной дыре. Его темпы роста будут более соответствовать общим ожиданиям».

В астрофизике популярным механизмом, используемым для объяснения сверхмассивных чёрных дыр, является коллапс исходного газа в протогалактиках в ранней Вселенной.

«Однако этот механизм не может создать достаточно массивную затравочную черную дыру, чтобы вместить вновь наблюдаемые сверхмассивные чёрные дыры — если только затравочная чёрная дыра не испытала чрезвычайно быстрого роста», — сказал Ю. «Наша работа предлагает альтернативное объяснение: самодействующее гало темной материи испытывает гравитермическую нестабильность, и его центральная область коллапсирует в черную дыру-семя».

Объяснение, которое Ю и его коллеги предлагают, работает следующим образом:

Частицы темной материи сначала собираются вместе под действием гравитации и образуют гало темной материи. При эволюции гало действуют две конкурирующие силы — гравитация и давление. В то время как гравитация притягивает частицы темной материи внутрь, давление выталкивает их наружу. Если частицы темной материи не взаимодействуют друг с другом, то по мере того, как гравитация притягивает их к центральному гало, они становятся горячее, то есть движутся быстрее, давление эффективно увеличивается, и они отскакивают назад. Однако в случае самодействующей темной материи самовзаимодействия темной материи могут переносить тепло от этих «более горячих» частиц к ближайшим более холодным. Это затрудняет возвращение частиц темной материи обратно.

Ю объяснил, что центральное гало, которое схлопнется в черную дыру, имеет угловой момент, то есть вращается. Самовзаимодействия могут вызвать вязкость или «трение», которое рассеивает угловой момент. В процессе коллапса центральный ореол, имеющий фиксированную массу, сжимается по радиусу и замедляет вращение из-за вязкости. По мере того, как эволюция продолжается, центральный ореол в конце концов коллапсирует в сингулярное состояние: затравочную черную дыру. Это семя может стать более массивным за счет аккреции окружающего барионного — или видимого — вещества, такого как газ и звезды.

«Преимущество нашего сценария в том, что масса затравочной черной дыры может быть высокой, поскольку она образовалась в результате коллапса ореола темной материи», — сказал Юй. «Таким образом, он может превратиться в сверхмассивную черную дыру за относительно короткий промежуток времени».

Новая работа нова тем, что исследователи определяют важность барионов — обычных атомных и молекулярных частиц — для того, чтобы эта идея работала.

«Во-первых, мы показываем, что присутствие барионов, таких как газ и звезды, может значительно ускорить начало гравитермического коллапса гало, и достаточно рано может быть создана затравочная черная дыра», — сказал Вэй-Сян Фэн, Юй. аспирант и соавтор статьи. «Во-вторых, мы показываем, что самовоздействие может вызывать вязкость, которая рассеивает остаток углового момента центрального ореола. В-третьих, мы разрабатываем метод для изучения условия запуска общей релятивистской нестабильности коллапсирующего гало, который гарантирует, что зародышевая черная дыра может образоваться, если условие будет выполнено».

За последнее десятилетие Ю исследовал новые предсказания взаимодействий темной материи с самим собой и их последствия для наблюдений. Его работа показала, что самодействующая темная материя может дать хорошее объяснение наблюдаемому движению звезд и газа в галактиках.

«Во многих галактиках звезды и газ преобладают в их центральных областях», — сказал он. «Таким образом, естественно задаться вопросом, как присутствие этой барионной материи влияет на процесс коллапса. Мы показываем, что это ускорит наступление коллапса. Это именно то, что нам нужно, чтобы объяснить происхождение сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной. Самовоздействие также приводит к вязкости, которая может рассеивать угловой момент центрального ореола и еще больше способствовать процессу коллапса».

Исследование финансировалось Министерством энергетики США; НАСА; Институт космологической физики им. Кавли; и Фонд Джона Темплтона.

Исследовательская работа называется «Заполнение сверхмассивных черных дыр самодействующей темной материей: объединенный сценарий с барионами».

Изображение заголовка предоставлено: Сотрудничество Event Horizon Telescope.

В паре сливающихся сверхмассивных черных дыр новый метод измерения пустоты

Исследование

Исследователи из Колумбии открыли способ измерения «теней» двух сверхмассивных черных дыр в процессе столкновения, что дало астрономам потенциально новый инструмент для измерения черных дыр в далеких галактиках и проверки альтернативных теорий гравитации.

Автор

Ким Мартино

09 мая 2022 г.

Три года назад первое в истории изображение черной дыры ошеломило мир. Черная яма небытия, окруженная огненным кольцом света. Знаменитое изображение черной дыры в центре галактики Мессье 87 оказалось в центре внимания благодаря телескопу Event Horizon, глобальной сети синхронизированных радиотарелок, действующих как один гигантский телескоп.

Пара исследователей из Колумбии разработала потенциально более простой способ заглянуть в бездну. Изложено в дополнительных исследованиях в Physical Review Letters и Physical Review D, их метод визуализации может позволить астрономам изучать черные дыры меньше, чем M87, чудовище с массой в 6,5 миллиардов солнц, скрытое в галактиках более далеких, чем M87, которая находится на расстоянии 55 миллионов световых лет от нас. все еще относительно близко к нашему Млечному Пути.

Моделирование гравитационного линзирования в паре сливающихся сверхмассивных черных дыр. (Джорди Девалаар)

У техники всего два требования. Во-первых, вам нужна пара сверхмассивных черных дыр, находящихся в процессе слияния. Во-вторых, вам нужно смотреть на пару почти сбоку. С этой боковой точки зрения, когда одна черная дыра проходит перед другой, вы должны увидеть яркую вспышку света, когда светящееся кольцо черной дыры, находящейся дальше, увеличивается ближайшей к вам черной дырой, феномен известный как гравитационное линзирование.

Эффект линзирования хорошо известен, но то, что исследователи обнаружили здесь, было скрытым сигналом: отчетливое падение яркости, соответствующее «тени» черной дыры сзади. Это тонкое затемнение может длиться от нескольких часов до нескольких дней, в зависимости от того, насколько массивны черные дыры и насколько тесно переплетены их орбиты. Исследователи говорят, что если вы измерите, как долго длится провал, вы сможете оценить размер и форму тени, отбрасываемой горизонтом событий черной дыры, точкой непроходимости, из которой ничего не ускользает, даже свет.

«Потребовались годы и огромные усилия десятков ученых, чтобы сделать это изображение с высоким разрешением черных дыр M87», — сказал первый автор исследования Джорди Давелаар, постдоктор Колумбийского и Центра вычислительной астрофизики Института Флэтайрон. «Этот подход работает только для самых больших и ближайших черных дыр — пары в сердце M87 и, возможно, нашего собственного Млечного Пути».

Он добавил: «С нашей техникой вы измеряете яркость черных дыр с течением времени, вам не нужно пространственно разрешать каждый объект. Должна быть возможность найти этот сигнал во многих галактиках».

В этом моделировании пары сливающихся сверхмассивных черных дыр ближайшая к наблюдателю черная дыра приближается и, таким образом, кажется синей (кадр 1), усиливая черную дыру со смещением в красную сторону за счет гравитационного линзирования. Поскольку ближайшая черная дыра усиливает свет черной дыры, находящейся дальше (кадр 2), зритель видит яркую вспышку света. Но когда ближайшая черная дыра проходит перед бездной или тенью самой дальней черной дыры, зритель видит небольшое падение яркости (кадр 3). Этот провал яркости (3) ясно виден на данных кривой блеска под изображениями. (Джорди Девалаар)

Тень черной дыры — ее самая загадочная и информативная черта. «Это темное пятно говорит нам о размере черной дыры, форме пространства-времени вокруг нее и о том, как материя попадает в черную дыру вблизи ее горизонта», — сказал соавтор исследования Золтан Хайман, профессор физики Колумбийского университета.

Тени черных дыр также могут содержать секрет истинной природы гравитации, одной из фундаментальных сил нашей вселенной. Теория гравитации Эйнштейна, известная как общая теория относительности, предсказывает размер черных дыр. Поэтому физики искали их для проверки альтернативных теорий гравитации, пытаясь примирить две конкурирующие идеи о том, как устроена природа: общую теорию относительности Эйнштейна, которая объясняет крупномасштабные явления, такие как движение планет по орбитам и расширение Вселенной, и квантовую физику, которая объясняет как крошечные частицы, такие как электроны и фотоны, могут занимать несколько состояний одновременно.

Наблюдая сбоку за слиянием сверхмассивных черных дыр, ближайшая к наблюдателю черная дыра увеличивает черную дыру, находящуюся дальше, благодаря эффекту гравитационного линзирования. Исследователи обнаружили кратковременное падение яркости, соответствующее «тени» черной дыры, находящейся дальше, что позволило зрителю измерить ее размер. (Иллюстрация: Николетта Баролоини)

Исследователи заинтересовались вспышками сверхмассивных черных дыр после обнаружения предполагаемой пары сверхмассивных черных дыр в центре далекой галактики в ранней Вселенной. Космический телескоп НАСА «Кеплер» сканировал крошечные провалы в яркости, соответствующие планетам, проходящим перед своей звездой-хозяином. Вместо этого Кеплер обнаружил вспышки того, что Хайман и его коллеги называют парой сливающихся черных дыр.

Они назвали далекую галактику «Шипастой» из-за всплесков яркости, вызванных предполагаемыми черными дырами, увеличивающими друг друга при каждом полном обороте за счет эффекта линзы. Чтобы узнать больше о вспышке, Хайман вместе со своим постдоком Давелааром построил модель.

Однако они были сбиты с толку, когда смоделированная ими пара черных дыр вызывала неожиданное, но периодическое падение яркости каждый раз, когда одна вращалась впереди другой. Сначала они подумали, что это ошибка кодирования. Но дальнейшая проверка заставила их поверить сигналу.

Когда они искали физический механизм, объясняющий это, они поняли, что каждое падение яркости точно соответствовало времени, за которое ближайшая к наблюдателю черная дыра проходит перед тенью черной дыры сзади.

В настоящее время исследователи ищут другие данные телескопа, чтобы попытаться подтвердить провал, который они видели в данных Кеплера, чтобы убедиться, что Spikey действительно содержит пару сливающихся черных дыр. Если все подтвердится, метод можно будет применить к горстке других подозреваемых пар слияния сверхмассивных черных дыр среди 150 или около того, которые были обнаружены до сих пор и ожидают подтверждения.