Астрономы провели зондирование черной дыры
Быстро движущееся газовое облако позволило астрономам "прозондировать" ближайшие окрестности сверхмассивной черной дыры и узнать, какие именно структуры способны порождать мощные потоки рентгеновского излучения и другой радиации.
Крупная черная дыра таится в самом центре спиральной галактики с "перемычкой" NGC 1365, находящейся от нас на расстоянии порядка 60 миллионов световых лет (в небольшом созвездии южного полушария неба Печь). NGC 1365 содержит так называемое активное галактическое ядро (active galactic nucleus - AGN). Эта галактика - относительно близкий к нам пример подобного образования из числа ярчайших объектов во всей Вселенной. Согласно современным теориям, именно сверхмассивные черные дыры являются источником повышенной активности галактических центров. Полагают, что чудовищная гравитация черной дыры притягивает окружающий газ, который устремляется к ней по спирали, вливаясь в общий аккреционный диск, вращающийся с большой скоростью. Трение между отдельными частицами материи в аккреционном диске приводит к разогреву до столь высоких температур, что вся эта структура начинает испускать не только видимый свет, но и ультрафиолетовое и рентгеновское излучение. Причем из теории следует, что основная часть потока рентгеновского излучения, улавливаемого земными приборами, должна прибывать к нам из самой горячей внутренней части аккреционного диска, расположенной ближе всего к черной дыре.
Нужно отметить, что эта область довольно компактна, и ее с помощью современных технологий непосредственным образом разглядеть нельзя, и только удачное стечение обстоятельств помогло группе американских астрономов, возглавляемой Гвидо Ризалити (Guido Risaliti) из Гарвард-Смитсонианского астрофизического центра (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - CfA) Гарвардского университета (Harvard University, Кембридж, штат Массачусетс) и Астрофизической обсерватории Арчетри (Osservatorio Astrofisico di Arcetri) во Флоренции (при итальянском Национальном астрофизическом институте - Istituto Nazionale di Astrofisica - INAF), увеличить масштаб этого изображения "по крайней мере в миллион раз" (по словам Ризалити) по сравнению с любым оптическим земным телескопом (планируется публикация в Astrophysical Journal).
При изучении данных, полученных в апреле 2006 года от космической обсерватории "Чандра" (Chandra), работающей в рентгеновском диапазоне, исследователи обнаружили резкое "переключение" сигнала, поступавшего из района NGC 1365. Согласно проведенному анализу, причиной необычного явления послужило облако газа, выходящее на орбиту вокруг черной дыры и оказавшееся в какой-то момент на той умозрительной линии, что соединяет этот объект и земных наблюдателей (облако прошло на расстоянии 0,01 светового года от "монстра"). На какое-то время облако блокировало поступающее к нам из ближайших окрестностей черной дыры рентгеновское излучение (соответствующую мультипликацию затмения облаком части аккреционного диска можно посмотреть по данному адресу - там есть ссылки на файлы в формате QuickTime и MPEG, NASA/CXC/M.Weiss).
Наблюдаемое событие длилось всего около двух дней (из двух недель, во время которых было проведено шесть сеансов наблюдений), и поэтому угловые размеры источника рентгеновского излучения должны быть невелики. Вычисления показывают, что поперечник исследуемого объекта (испускающего рентгеновские лучи) не может превышать миллиарда километров (то есть семи астрономических единиц - расстояний от Земли до Солнца) - при этом он примерно в десять раз превосходит диаметр "горизонта событий" черной дыры (горизонт событий - это граница коллапсара, область, из которой не в силах выбраться ни свет, ни материальное тело) и в два миллиарда раз уступает размерам самой галактики. Через сотню лет ультрагорячий газ (нагретый до миллионов градусов), наблюдаемый теперь в рентгеновском диапазоне, сам неизбежно окажется за границей горизонта событий и тогда он перестанет быть нам виден.
На иллюстрации вверху:
NGC 1365 в видимом свете и в рентгеновских лучах (врезка справа внизу). Условные цвета соответствуют: пурпурный (фиолетовый) - 0,2-1 килоэлектрон-вольт, желтый - 1-2 кэВ, голубой - 2-7 кэВ. Рентгеновский диапазон: NASA/CXC/CfA/INAF/Risaliti. Оптический диапазон: ESO/VLT. С сайта chandra.harvard.edu
Источники:
Chandra Sees Remarkable Eclipse of Black Hole - CXC Release
NGC 1365: Chandra Sees Remarkable Eclipse of Black Hole - Photo Album
Astronomers zoom in on black hole during 'eclipse' - New Scientist
Ссылки:
Затмение чёрной дыры доложило о гибели веществ
Ученые NASA приблизились к разгадке супермассивной черной дыры
Телескоп Chandra наблюдал затмение черной дыры
Статьи по теме
"Чандра" разрешила парадокс черных дыр
Процессы, благодаря которым черные дыры могут захватывать и поглощать большие количества материи из окружающего пространства, на самом деле базируются не только на гравитационных, но также и на электромагнитных взаимодействиях.
Мигранты-вампиры прикинулись юными вундеркиндами
Яркие гигантские звезды, обнаруженные неожиданно близко от центральной сверхмассивной черной дыры Млечного пути, могут оказаться не юными "вундеркиндами", как полагали до сих пор, а замаскировавшимися старичками. Новую гипотезу предложили американские астрофизики Дуглас Лин и Стивен Мюррей.
"Теорема несокрытия" и информационный парадокс черных дыр
Теорема, выведенная физиками-теоретиками из Великобритании и Индии, непосредственным образом касается информационного парадокса, возникающего в связи с изучением едва ли не самых загадочных объектов нашей Вселенной - черных дыр.
Космический деконструктивизм
Американским физикам-теоретикам удалось выявить еще одну опасность, которая грозит всему миру в отдаленном будущем. Весьма уязвимой объявлена на сей раз сама структура Млечного пути и всех прочих галактик.
Супермонстр оказался суперускорителем
До последнего времени процессы производства гамма-лучей самых высоких энергий оставались тайной. Некоторые ученые предполагали, что такие фотоны могут рождаться лишь в результате распада частиц темной материи, однако большинство специалистов все-таки отказывалось в это верить.
Магеллановы облака получили вольную
Два самых известных компаньона Млечного пути - Большое и Малое Магеллановы облака - могут оказаться вовсе не крупнейшими спутниками нашей Галактики, а просто совершенно случайными "прохожими", оказавшимися поблизости в нашу эпоху.
Новый класс черных дыр найден в шаровом скоплении
Астрономы нашли крупную черную дыру там, где искать подобные объекты мало кто решался - в шаровом скоплении одной из ближайших к нам эллиптических галактик - NGC 4472 из скопления Девы (примерно в 50 миллионах световых лет от Земли).
2006 год в астрономии
2006 год для астрономии не обошелся без серьезных потерь. Солнечная система "потеряла" свою девятую планету, а специалисты NASA лишились долгое время служившего им верой и правдой зонда на марсианской орбите. Однако счастливых находок было несравнимо больше.
Обнаружен необычный "гибридный" тип гамма-всплесков
C помощью космической гамма-обсерватории Swift астрономам удалось выявить парочку специфических гамма-всплесков, которые не вписываются в общепринятую классификацию. Возможно, речь идет о принципиально новом явлении.
Луч суперсвета в темном царстве
Исследование модуляций излучения от мощного космического источника высокоэнергетических гамма-квантов позволило впервые за пределами земных лабораторий наблюдать процессы преобразования света в частицы вещества и антивещества.
Редчайший случай: две сверхновые в одной галактике
Снимок сразу двух сверхновых, которые вспыхнули в одной и той же галактике на протяжении всего пяти месяцев, был сделан космической обсерваторией Swift. Галактика NGC 1316 теперь признана абсолютной рекордсменкой - в ней за 26 лет вспыхивали уже четыре сверхновые.
Доказано наличие сегрегации по массам в шаровых скоплениях
Получены первые надежные наблюдательные свидетельства в пользу теории, согласно которой в шаровых скоплениях протекают процессы так называемой "сегрегации по массам". Более массивные звезды постепенно замедляют свое движение и оказываются ближе к центру скопления, ну а более легкие набирают скорость и сдвигаются к периферии.
На смену черным дырам приходят MECOs
После многих лет изучения квазара Q0957+561 ученые стали сомневаться, что имеют дело со ставшей уже привычной для современных физиков "черной дырой", и взамен из "запасников" вынимают достаточно экзотичные концепции.
Первые галактики были самоубийцами
Астрономы смогли представить первые прямые свидетельства самоубийственного поведения ранних галактик, ультрафиолетовая радиация которых препятствовала дальнейшему формированию звезд.
От космических взрывов Землю хранят металлы
Согласно новому исследованию, гамма-всплески могут случаться в основном лишь в небольших бесформенных галактиках, которые испытывают серьезный недостаток в химических элементах тяжелее водорода и гелия.
Американский физик придумал, как сбежать из черной дыры
Сет Ллойд считает черные дыры верными помощниками физиков в деле создания теории квантовой гравитации и к тому же надеется, что они когда-нибудь послужат человечеству в качестве продвинутых квантовых компьютеров. При этом результаты вычислений такие монструозные "калькуляторы" будут выдавать прямиком через хокинговское излучение.
Осколки стеклянных галактик
С помощью космического инфракрасного телескопа "Спитцер" удалось найти редкую разновидность сталкивающихся галактик, сердцевины которых окутаны облаками, состоящими из крошечных кристаллов, напоминающих по своему составу обыкновенное битое стекло.
Величайшие взрывы как последствия звездных "измен"
Новое исследование заставляет признать, что полной ясности с гамма-всплесками все еще нет, и механизмы, породившие на свет большую часть исследованных коротких GRBs, могут быть более изощренными - с предварительным обменом звездными компаньонами в пределах шаровых скоплений.
Черной дырой стать не так-то просто
Одна из сверхмассивных звезд, превосходящая по массе наше собственное Солнце примерно в 40 раз, вместо черной дыры сформировала "всего лишь" нейтронную звезду. Это открытие показывает, что образование собственно черных дыр связано с процессами более редкими и сложными, чем считалось до сих пор.
Монстр в центре Галактики превратился в заботливую няньку
Черные дыры часто считаются этакими галактическими хулиганами и разрушителями, хладнокровно пожирающими звезды и окружающий газ. А вот теперь астрофизикам удалось показать, что сверхмассивная черная дыра в центре нашего Млечного пути защищает и прямо-таки "холит и лелеет" скопление крупных молодых звезд.
Черная дыра в профиль
Пока современные технологии еще не дают возможности "погрузиться" в черную дыру, однако физики-теоретики уже смоделировали тот вид, который получат первые наблюдатели, рискнувшие изучить этих монстров.
Очаг, лишившийся дома
Группа европейских астрономов изучила очень необычное явление: одинокий яркий квазар, лишенный сколько-нибудь заметной окружающей его галактики. Для объяснения феномена предлагаются даже совершенно немыслимые вещи.
Смертоносный маяк на краю Вселенной
Удалось зафиксировать послесвечение от гамма-всплеска, который признан самым удаленным из всех звездных взрывов такого рода (12,7 миллиарда световых лет от Земли). Событие, которое получило обозначение GRB 050904, произошла тогда, когда нашей Вселенной было менее чем 900 миллионов лет отроду.
"Быстрый" и мертвые
Картина взрыва гиперновых звезд существенно отличается от той, что возникала в воображении исследователей до того, как в космос был запущен уникальный ловец гамма-всплесков - спутник Swift.
Клешня Науки
Комбинированное изображение Крабовидной туманности составлено путем объединения множества снимков с космического телескопа "Хаббл". Туманность имеет волокнистую структуру и по внешнему виду напоминает клешню краба - отсюда и название.
Десятисекундный армагеддон
Американские исследователи считают, что случаи массовой гибели живых существ на Земле можно объяснить, если использовать информацию о мощнейших звездных взрывах, получивших наименование гамма-всплесков. Удалось составить возможный сценарий подобного армагеддона.
"Чандра": Выявлено местонахождение потерянной материи
Удалось выявить местонахождение двух обширных облаков горячего межзвездного газа, которые могут быть связаны с некоторой частью таинственной скрытой материи. Компьютерное моделирование показывает, что эта невидимая материя должна формировать паутинообразную структуру из газовых облаков, внутри которых образуются скопления галактик. Эти облака до сих пор никто не мог обнаружить из-за их чрезвычайно низкой плотности.
Найден новый суперисточник гамма-лучей неизвестной природы в нашей Галактике
Группе европейских астрономов удалось найти новый неидентифицированный очень высокоэнергетичный источник гамма-излучения в нашей Галактике. Источник, обозначенный как TeV J2032+4130, обнаружен с помощью системы телескопов наземного базирования, отображающей черенковское излучение. Возможно, речь идет о целом новом классе высокоэнергетических источников гамма-излучения пока еще неизвестной природы.
Настоящие монстры питаются пончиками
Международная группа ученых нашла новые свидетельства того, что массивные черные дыры окружены газовыми облаками, имеющими форму пончика (тора), которые в зависимости от своего расположения на линии визирования к Земле могут блокировать от нас "вид" черной дыры, находящейся в центре.
Обнаружены десятки новых сверхмассивных черных дыр
Европейские астрономы обнаружили сразу три десятка сверхмассивных черных дыр, расположенных в активных ядрах далеких галактик. Это открытие стало возможным благодаря применению нового метода компьютеризованного анализа наблюдательных данных, получившего название Виртуальной Обсерватории.
Гравитационная линза показывает сердце отдаленной галактики
В настоящее время известно уже множество примеров наблюдений галактик, действующих подобно "гравитационным линзам". Лучи света, проходя рядом с ними, отклоняются мощным гравитационным полем. За счет такого "линзирования" на небе появляется несколько дополнительных видимых изображений какого-нибудь отдаленного объекта, расположенного за такой галактикой - например, это может быть яркий квазар. Теперь астрофизики раскрыли важную тайну, связанную с этим феноменом.
В центре Млечного пути найдено антивещество неизвестного происхождения
Это антивещество в принципе может образовываться за счет некоторых энергетически чрезвычайно эффективных атомных процессов, например, в ходе радиоактивного распада изотопа алюминия. Его "подпись" известна как аннигиляционная "линия 511 кэВ". Однако оказалось, что антивещества в центре Галактики слишком много для того, чтобы можно было объяснить его появление только распадом алюминия. Также ясно показано наличие множества источников антивещества - оно вовсе не концентрируется вблизи одной точки.
"Интеграл" нашел новый класс астрономических объектов
Речь идет о бинарных звездных системах, составной частью которых является черная дыра или нейтронная звезда, заключенных в плотный кокон из холодного газа. Из-за подобного кокона эти объекты остаются невидимыми для традиционных телескопов, однако "Интеграл" как раз и был задуман так, чтобы изучать подобные скрытые высокоэнергетичные явления во Вселенной, выдающие себя только посредством потоков гамма-излучения (недаром его окрестили "охотником за черными дырами").
Удалось провести самые детальные наблюдения рождения черной дыры
Обнаруженный в глубоком космосе сверхмощный кратковременный выброс энергии, о котором удалось быстро оповестить 33 обсерватории во всем мире, позволил не только получить надежное свидетельство в пользу теории происхождения черных дыр в результате звездных взрывов, но и провести самые детальные на сегодняшний момент наблюдения таинственных явлений, получивших название GRB (всплеск гамма-излучения).
Доказано существование массивной черной дыры в центре Галактики
Группе германских астрономов удалось показать, что в Галактическом центре расположен один-единственный сверхплотный и сверхмассивный объект - не что иное, как черная дыра. Определенность позволили внести наблюдения за движением звезды, которую исследователи условно обозначили как S2.
Лебедь плюется и пузырится
Группе астрономов из Нидерландов и Великобритании удалось обнаружить гигантский "пузырь с реактивным двигателем", сформированный в газовой оболочке вокруг черной дыры, расположенной в нашей Галактике.
Ранняя Вселенная была заполнена черными мини-дырами
Британские исследователи нашли свидетельства в пользу экзотичной теории, согласно которой ранняя Вселенная представляла собой пространство, заполненное одними лишь крошечными первородными черными дырами.
Черные дыры объявляют голодовку
Используя новую компьютерную модель, описывающую рождение и слияние галактик, астрофизики сумели показать, что активный рост центральных сверхмассивных черных дыр вызывает к жизни процессы взрывного высвобождение энергии, которые не только управляют развитием галактик, но и накладывают существенные ограничения на дальнейший рост самой центральной черной дыры.
Рой черных дыр в нашей Галактике
Огромный рой, состоящий из 10-20 тысяч или даже большего числа черных дыр, может облетать по орбите сверхмассивную черную дыру в центре Млечного пути. Об этом свидетельствуют новые исследования, проведенные с помощью космической рентгеновской обсерватории "Чандра". Чудовищный рой представляет собой самое высоко- концентрированное скопление черных дыр в нашей Галактике.
Черные дыры разрушили теорию призрачных частиц
Недавно появилась интересная теория, которая претендует ни много ни мало, как на раскрытие всех основных тайн современной космологической науки. Эта теория "призрачного конденсата" появилась в прошлом году. Предполагается, что межзвездный вакуум заполнен своеобразной "жидкостью" или "флюидом" из призрачных частиц. Однако согласно последним вычислениям, черные дыры, населяющие нашу Вселенную, могли бы очень быстро "выхлебать" любую подобную "жидкость".
Хокинг признал свой проигрыш и расплатился
Крупнейший британский физик и космолог профессор Кембриджского университета Стивен Хокинг впервые представил на суд специалистов революционную теорию черных дыр. Из его доклада вытекает, что черная дыра искажает и перепутывает поглощенную информацию, но все же не разрушает ее и в конце концов в процессе своего исчезновения даже выпускает из своих объятий.
"Трилистник" позволил достать сердце монстра
Тщательный анализ наблюдений редкого "учетверенного" квазара, осуществленных космической рентгеновской обсерваторией "Чандра", позволил получить свидетельства того, что отдельная звезда в расположенной между нами и этим квазаром галактике смогла резко увеличить рентгеновское излучение, доходящее от этого квазара до нас. Это открытие дает в руки астрономам новый и чрезвычайно точный инструмент для изучения газовых потоков вокруг сверхмассивных черных дыр, наблюдаемых как квазары.
В центре Млечного пути - необъяснимый жар
Космическая рентгеновская обсерватория NASA "Чандра" обнаружила обширную область в центре Млечного пути, заполненную чрезвычайно горячим газом. Интенсивность и спектр высокоэнергетического рентгеновского излучения, порождаемого этим газом, пока представляют собой настоящую научную загадку. Нет ни одного известного класса космических объектов, с помощью которых можно было бы все это объяснить.
Квазары порождают новые загадки
Квазары - самые яркие объекты во Вселенной - сформировались в относительно небольших галактиках. Согласно новому исследованию, эти сверхмассивные черные дыры появились вскоре после Большого взрыва и набрали свой вес на удивление быстро - быстрее, чем галактики, окружающие их. Астрономы попытались "вычесть" из общего излучения древнейших источников интенсивный свет их центрального квазара, чтобы непосредственно разглядеть "родительские" галактики, в которых развился тот или иной "монстр".
Астрономы изобрели метод поиска неведомого типа черных дыр-середнячков
Астрономы возможно изобрели новый способ поиска представителей долгожданного "промежуточного" типа черных дыр (с массами, в несколько сотен раз превышающими массу нашего Солнца), что должны заполнить зияющий пробел между "звездными" черными дырами (порядка 10 солнечных масс) и их сверхмассивными "кузенами"-монстрами, обитающими в ядрах галактик.
Физики доказали, что рукописи не горят
Известный популяризатор науки и специалист по черным дырам Стивен Хокинг на пару с Кипом Торном, по всей видимости, проспорил Джону Прескиллу полное собрание томов Британской энциклопедии. В 1997 году эти три космолога заключили между собой ставшее вскоре широко известным пари относительно того, исчезает или нет информация, поглощаемая черными дырами вместе с материальными носителями, то есть меняется ли вообще внутреннее состояние черной дыры в зависимости от конкретных характеристик частиц, которые ею поглощены.
Черные дыры играют сами c собой в смертельный футбол
Когда сталкиваются сверхмассивные черные дыры, представляющие собой ядра соседних галактик, пространство вокруг них буквально трещит по швам, только держись! Мощнейший всплеск гравитационного излучения сообщает всему миру о том, что эти монстры яростно сливаются в одну еще более массивную черную дыру. "Пинок", который эта система получает в момент столкновения, может даже выбить получившуюся в результате черную дыру вон из родной галактики. Новое исследование описывает последствия такого межгалактического столкновения с точки зрения современной теоретической физики.
Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики быстро вращается
Периодические вспышки в инфракрасном диапазоне в районе этой черной дыры являются свидетельством ее вращения, а новые данные таким образом "возвещают новую эру наблюдательной физики черной дыры и проверки истинности общей теории относительности".
Гигантская черная дыра из скопления Персея напевает за ужином
Космическая рентгеновская обсерватория "Чандра" помогла увидеть звуковые волны, исходящие из самого сердца галактического скопления Персея от сверхмассивной черной дыры. Астрофизики уверяют, что "вокальные способности" черных дыр позволят им раскрыть некоторые "жгучие" тайны галактических скоплений, например, откуда в их центрах такое количество горячего газа.
Черных дыр рождается все больше и больше
Это открытие подтверждает давние подозрения астрофизиков насчет того, что действие черных дыр, скрытых от нас, обитающих на нашем так сказать космическом "заднем дворе", является едва ли не определяющим для всей структуры общегалактического "дома", это вовсе не какие-то экзотические древние мастодонты, давно отыгравшие свою роль в те времена, когда галактики только начали формироваться.
Вторая черная дыра в центре Млечного пути поставляет своему "боссу" младенцев на завтрак
Американские астрономы предполагают наличие еще одной черной дыры в самом "сердце" нашего Млечного пути, правда, это черная дыра "всего лишь" среднего веса, масса ее в тысячи, а не в миллионы раз превосходит массу нашего Солнца. Занимается эта "новая" черная дыра тем, что притягивает молодые звезды поближе к своему сверхмассивному партнеру. Открытие может помочь объяснить, каким образом этому монстру удалось так "разжиреть".
Первое прямое доказательство существования темной материи
По мнению ученых, новое открытие можно считать окончательным опровержением теорий, воспринимающих концепцию темного вещества как всего лишь недоразумение, иллюзию, порожденную недостатком наших знаний о природе гравитации.
Живым аулам ученые предпочли трупы звезд
Вместо того, чтобы как следует разобраться с привычными, всем известными землетрясениями, наводящими ужас на жителей многих горных районов, ученые научились с беспрецедентной точностью предсказывать "звездотрясения", время от времени разрывающие кору "звездных трупов" - нейтронных звезд.
Тайна рождения звездных монстров
С помощью данных, полученных Инфракрасной космической обсерваторией, астрономы сумели приоткрыть завесу тайны, окружающей рождение самых монструозных гигантских звезд Галактики, что сияют в сотню тысяч раз ярче нашего Солнца.