Сверхмассивная черная дыра + Стрелец А

Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах крупных галактик: например, у нашего Млечного Пути она имеет массу около четырех миллионов солнц. А в 2018 году астрономы сообщили об обнаружении такой дыры в центре далекой галактики SMSS J215728.21-360215.1 (J2157), оценив ее величину в целых 20 миллиардов солнечных масс, а скорость поглощения вещества — в 0,5 солнечной массы за день.

Уже эти числа поставили J2157* в ряд самых крупных и «голодных» сверхмассивных черных дыр. Однако новые оценки размеров J2157 оказались еще впечатляющее. Кристофер Онкен (Christopher Onken) и его коллеги из Австралийского национального университета уточнили дистанцию до J2157*, а заодно и ее величину. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Оказалось, эта черная дыра и ее галактика находятся чуть дальше, чем считалось до сих пор, — на расстоянии примерно 13 миллиардов световых лет. Соответственно, новая оценка ее размеров составила уже 34 миллиарда масс Солнца, а скорость аккреции вещества — массу светила в день. «Она примерно в 8000 раз массивнее черной дыры в центре Млечного Пути, — говорит Кристофер Онкен. — Если бы наша дыра набрала столько вещества, ей бы пришлось проглотить для этого две трети всех звезд Галактики».

Соответствующим должен быть и диаметр J2157*, который оценивается в 670 а.е. (астрономических единиц, равных расстоянию от Земли до Солнца). Для сравнения, орбита Плутона в среднем не достигает и 40 а.е., а условная граница Солнечной системы (гелиопауза) находится примерно в 120 а.е. Таким образом, эта сверхмассивная черная дыра в несколько раз больше всей Солнечной системы.

Заметим, что рекордной J2157* все же не стала. Верхние строчки рейтинга вселенских великанов удерживают ультрамассивные черные дыры Holm 15A* и TON 618, которые оцениваются в колоссальные 40 миллиардов и 66 миллиардов солнечных масс. Однако с учетом возраста J2157* — ведь она набрала сравнимые размеры еще в молодой Вселенной — она представляет не меньший интерес, чем рекордсмены. Откуда и как подобные объекты так быстро набрали столь колоссальные объемы вещества, остается загадкой.

По данным Naked Science

Астрономы зарегистрировали квазипериодические мерцания Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути. По мнению исследователей, колебания излучения, наблюдавшиеся в миллиметровом диапазоне, могут быть связаны с возникновением горячих пятен в аккреционном диске вокруг компактного источника. Статья опубликована в The Astrophysical Journal Letters.

В центральной части Млечного Пути, на расстоянии около 26 тысяч световых лет от Солнца, находится компактный радиоисточник Стрелец A*, который, скорее всего, представляет собой сверхмассивную черную дыру с массой 4,2 миллиона масс Солнца. Это ближайший к нам объект такого типа, что делает его крайне привлекательным для исследований. Более чем за 20 лет наблюдений ученым удалось узнать, что черная дыра окружена аккреционным диском из горячего газа, вещество которого падает по спирали на черную дыру, и диском из более холодного молекулярного газа, а также массивными горячими звездами. Кроме того, исследователи регистрируют исходящие от Стрельца A* вспышки в радио, ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазоне, однако вопрос о том, периодичны ли они, долгое время оставался открытым.

Юхэй Ивата (Yuhei Iwata) из Университета Кэйо вместе с коллегами наблюдали Стрелец А* в миллиметровом диапазоне электромагнитных волн с помощью комплекса телескопов Atacama Large Millimeter Array. В течение 10 дней, 70 минут в день, астрономы регистрировали, как меняется плотность потока излучения, исходящего от источника в центре нашей галактики. На полученных в результате кривых блеска ученые заметили два феномена: квазипериодические колебания, возникающие примерно раз в полчаса, и более медленные, часовые вариации.

Авторы работы сосредоточились на коротких временных колебаниях и обнаружили, что 30-минутный период изменения потока излучения сопоставим с периодом обращения внутреннего края аккреционного диска с радиусом 0,2 астрономической единицы. Для сравнения, Меркурий вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 0,4 астрономической единицы. По мнению группы Итавы, колебания на кривой блеска могли вызвать горячие пятна, образующиеся из-за магнитных возмущений в горячем газе, движущимся по круговой орбите вблизи сверхмассивной черной дыры.

Астрономы надеются, что полученные данные смогут больше рассказать нам о поведении черной дыры и газа вокруг нее. С другой стороны, исследователи опасаются, что столь быстрое вращение внутренней части аккреционного диска может помешать проекту Телескоп горизонта событий (EHT) получить изображение ближайших окрестностей Стрельца А*. «Чем быстрее движение, тем сложнее заснять объект», — говорит Томохару Ока, профессор Университета Кейо и один из авторов работы.

https://nplus1.ru/news/2020/05/26/black-hole-flickering

Ученые из США и Китая определили новый способ поиска червоточин, или «кротовых нор», — пространственно-временных тоннелей, связывающих две удаленные друг от друга точки во Вселенной или разные вселенные. Оказалось, что если червоточиной является черная дыра в центре Млечного Пути — Sgr A*, — то на соседние звезды будет влиять гравитация объектов с другого конца тоннеля. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Хотя нет никаких доказательств существования «кротовой норы» в ядре Млечного Пути, исследователи считают находящуюся там сверхмассивную черную дыру удобным объектом для поиска подобных объектов. Если у обоих концов червоточины находятся звезды, то они будут влиять друг на друга через гравитационное взаимодействие. В результате будут заметны отклонения от ожидаемой орбиты звезды, находящейся вблизи Sgr A*. Такой звездой может являться, например, S2, которая подходит к черной дыре на 17 световых часов.

Однако даже проходимая червоточина не может использоваться для космических полетов, поскольку в теории для того, чтобы поддерживать ее открытой, необходим источник отрицательной энергии, о возможном существовании которого до сих пор ничего не известно.

Современные методы наблюдения пока недостаточно точны, чтобы обнаружить возмущения в движении S2. Это может быть сделано в ближайшие десятилетия, считают ученые. Однако даже в случае, если отклонения будут найдены, они могут объясняться другими причинами и не будут строго доказывать наличие «кротовой норы».

https://lenta.ru/news/2019/10/24/wormhole/

Сегодня мы затронем несколько тем, касающихся очень ярких на данный момент открытий. Итак, сначала мы поговорим об уникальном явлении, о поглощении черной дырой нейтронной звезды, затем расскажем о пробуждении черной дыры Стрелец А в центре нашей галактики и напоследок коснемся не менее интересной темы, а именно бесследного исчезновения сверхмассивной звезды после взрыва.

Исследователи из лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории LIGO и Европейская гравитационная обсерватории (Virgo) сообщили о необычном событии, которое было обнаружено 14 августа 2019 г., гравитационно-волновые детекторы этих обсерваторий, зарегистрировали «рябь» пространства и времени от гравитационных волн, идущую со стороны мощного столкновения. Ученые уже ранее регистрировали гравитационные волны, порожденные слиянием двух черных дыр или нейтронных звезд. В апреле ученые поймали нечто, истолкованное как намек на сближение между черной дырой и нейтронной звездой, но сигнал был слабым и мог быть ложной тревогой.

Но на этот раз сигнал был ясным, и очень маловероятно, что это ложная тревога.

Мы хотели бы наблюдать, как черная дыра разрывает нейтронную звезду, когда они собираются вместе", - говорит физик-теоретик Сьюзан Скотт.

Это дало бы нам очень важную информацию о материале, из которого состоят самые плотные звезды во Вселенной - нейтронные.

Известно, что практически в центре каждой галактики находится массивная черная дыра. В нашей галактике – это Стрелец А. Буквально на днях, ученые сообщили, что черная дыра в центре нашей галактики произвела загадочную яркую вспышку.

13 мая 2019 года в обсерватории Кека на Гавайях, зарегистрировали необычную активность — яркость в ближнем инфракрасном диапазоне значительно возросла (приблизительно в 75 раз), а затем вернулась к прежнему уровню. Сначала астрономы подумали, что они видят звезду под названием SO-2, а не Стрелец А. Это Группа звезд, орбита которых близка к Sgr A*. Ученые выяснили, что источник был переменным и должен был быть черной дырой.

С чем связано такое сильное повышение яркости?

Астрономы не смогли точно определить причину вспышки, но выдвинули две гипотезы. Было сделано предположение, что Sgr A* могла вырвать и поглотить часть материи звезды S0-2, сблизившейся с ней в мае прошлого года. По другой версии, часть облака газа G2 достигла черной дыры. Это облако подошло к ней на опасное расстояние в 36 световых часах еще пять лет назад.

Вот мы и подошли к последней теме нашего видеоролика – к бесследному исчезновению сверхмассивной звезды после взрыва.

Мы знаем, что жизненный цикл сверхновых звезд обычно протекает иначе. И на сегодня известно всего два исхода для звезд, переживших взрыв сверхновой: образование нейтронной звезды и черной дыры.

Однако астрономы предполагают, что есть и третий вариант развития процесса, когда после взрыва сверхновой не остается ничего.

Спутник Gaia, который был запущен Европейским космическим агентством зафиксировал сверхновую звезду SN 2016iet 14 ноября 2016 года.

Коллапсирующее ядро этой звезды производит обильное гамма-излучение, что приводит к огромному непрекращающемуся образованию пар частиц и античастиц, которые в конечном итоге вызывают катастрофический термоядерный взрыв, уничтожающий всю звезду, включая ядро.

Согласно теоретическим предсказаниям, такой тип сверхновых возможен для звезд большой массы с низким содержанием металлов. Именно под эти условия подходит обнаруженный Gaia объект. По словам ученых, эта звезда — первая,что идеально подходит под теоретическое описание парно-нестабильных сверхновых.

Источники:

1- Поглощении черной дырой нейтронной звезды:

https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/25333....

2- Черная дыра Стрелец А*

Статья: https://arxiv.org/abs/1908.01777

3- Бесследное исчезновение сверхмассивной звезды после взрыва

Статья: https://arxiv.org/abs/1904.07259