Черные дыры: как они зарождаются и сливаются воедино?

Москва, 21:11, 28 Ноя 2023, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Среди ключевых и захватывающих проблем в современной физике и астрофизике находятся вопросы, связанные с черными дырами. Появление этих загадочных объектов было предсказано более двухсот лет назад, а условия, приводящие к их формированию, были точно рассчитаны в конце 30-х годов XX века. Однако астрофизика начала активно изучать их менее чем сорок лет назад. В настоящее время в научных журналах по всему миру ежегодно публикуют тысячи статей, посвященных черным дырам.

  • Как было впервые засвидетельствовано рождение черной дыры?
  • Как были впервые обнаружены слияния черных дыр?

Как было впервые засвидетельствовано рождение черной дыры?

 

Объект «Корова», расположенный в углу галактики CGCG137-068 на расстоянии 200 миллионов световых лет, был замечен обсерваторией WM Keck.

В июне прошлого года астрономы заметили появление загадочного яркого объекта в созвездии Геркулеса. Он оставался видимым в течение чуть более двух недель, в течение которых его окрестили «Коровой». Теперь ученые, изучающие это явление, считают, что астрономы были свидетелями формирования черной дыры или нейтронной звезды.

Когда звезды исчерпывают свою энергию, происходит либо взрыв в виде новой или сверхновой, либо их разрушение, создавая белого карлика, нейтронную звезду или черную дыру в зависимости от их массы. Когда «Корова» была обнаружена, астрономы предположили, что яркий свет возник от сверхновой. Однако «Корова» сгорела быстрее и ярче, чем любая ранее замеченная сверхновая. Поэтому команда под руководством доктора Раффаэллы Маргутти из Центра междисциплинарных исследований и астрофизики в Северо-западном университете в Иллинойсе решила продолжить исследование.

«Из теории мы знаем, что черные дыры и нейтронные звезды образуются, когда звезда умирает, но мы никогда не видели их сразу после их рождения», — сказала Маргутти.

Исследователи объединили данные нескольких телескопов, таких как обсерватория WM Keck на Гавайях, обсерватория MMT в Аризоне, телескоп SoAR в Чили, VLA в Нью-Мексико, а также космические обсерватории NuSTAR и XMM-Newton, чтобы изучить волны различной длины света, исходящие от «Коровы». Объединив данные каждого из этих телескопов и учитывая небольшое количество выброшенного материала, вращающегося вокруг «Коровы», исследовательская группа смогла проникнуть внутрь объекта, до его центрального источника излучения, и прийти к выводу, что это может быть новорожденная черная дыра или нейтронная звезда.

Как были впервые обнаружены слияния черных дыр?

 

Астрономы сделали первые снимки объединяющихся черных дыр, становящихся ядрами новых галактик.

Под руководством доктора Майкла Косса из Eureka Scientific команда астрономов использовала обсерваторию WM Keck на Гавайях, космический телескоп Hubble и телескоп BAT на борту обсерватории Нейла Герлеса Свифта НАСА для обнаружения и фотографирования нескольких пар сливающихся черных дыр.

Хотя объединяющиеся галактики были замечены ранее, на более ранних этапах, рассмотреть заключительную стадию процесса, на которой черные дыры сливаются, ранее казалось невозможным из-за огромного и плотного облака газа и пыли, образующегося при поглощении черными дырами окружающей материи.

Команда ученых смогла преодолеть это препятствие с помощью рентгеновских данных, собранных BAT.

«Газ, падающий на черные дыры, испускает рентгеновские лучи [которые проникают в окружающее облако], а яркость рентгеновских лучей говорит вам, как быстро растет черная дыра», — объяснил Косс.

Информация от BAT, указывающая на возможные слияния черных дыр, была сопоставлена с архивом изображений сливающихся галактик, полученных с использованием телескопа Hubble. После этого команда Косса обратилась к инфракрасным телескопам в обсерватории WM Keck, которые способны проникнуть сквозь пылевые облака и обнаруживать сближающиеся черные дыры.

Долгое время считалось, что сливающиеся галактики играют ключевую роль в формировании сверхмассивных черных дыр, находящихся в центре галактик, вроде нашего Млечного Пути. Однако до сих пор не было наблюдательных данных, которые бы подтверждали эту концепцию.

«Компьютерное моделирование столкновений галактик показывает нам, что черные дыры растут быстрее всего на заключительных этапах слияний, около того времени, когда черные дыры взаимодействуют, и это то, что мы обнаружили в нашем обзоре», — сказала член исследовательской группы Лора Блеча из Университет Флориды, в Гейнсвилле. «Тот факт, что черные дыры растут быстрее по мере продвижения слияний, говорит нам, что встречи с галактиками действительно важны для нашего понимания того, как эти объекты должны быть такими чудовищно большими».

Снимки предвосхищают возможное будущее, которое наступит через несколько миллиардов лет, когда Млечный Путь сольется с Галактикой Андромеды. В ядрах обеих галактик находятся сверхмассивные черные дыры, которые в долгосрочной перспективе объединятся, создавая одну гигантскую черную дыру.

Новости СМИ2

Подпишись на канал FTimes в Яндекс.Дзен

Тема: 

  • космос
  • Черные дыры