Ученые предсказали неожиданное свойство черной дыры в центре Млечного Пути

Как открывали Стрелец А* — чёрную дыру в центре Млечного Пути

В центре нашей галактики располагается черная дыра. Она в четыре миллиона раз массивнее Солнца, и весь Млечный Путь вращается вокруг неё. Её изучение обещает нам гигантские научные прорывы, вроде понимания природы гравитации. Однако практически всю историю астрономии никто не был уверен в том, что она существует. Черные дыры не излучают свет, а имевшееся оборудование было недостаточно чувствительным, чтобы «разговорить» радиоволны, излучающиеся окружающей их материей. Лишь в 1974 году группе учёных удалось предоставить убедительные доказательства её существования. Сегодня эта черная дыра называется Стрелец А*, а её обнаружение считается одним из крупнейших открытий в истории астрономии.

Млечный путь (компьютерная модель). Спиральная галактика с перемычкой. В центре предположительно находится сверхмассивная чёрная дыра — Стрелец А*. Доминируют два из четырёх рукавов.

Эта история началась в 30-х годах прошлого века в недрах одной всемирно известной телефонной компании. Физик по имени Карл Янский работал на «Bell Labs», и перед ним стояла довольно сложная задача — искать источники помех в трансатлантической телефонной связи. Он добросовестно выполнял свои функциональные обязанности, но по большей части засекал лишь отголоски гроз и других вполне земных явлений. Однако в какой-то момент он обнаружил ещё один источник, который, как казалось, находился где-то в межзвездном пространстве — в центре Млечного Пути, в области, именовавшейся Стрелец А.

данный источник помех не заинтриговал, так как был явно неустраним, однако астрономы проявили к нему самый живой интерес. В течение нескольких десятилетий они исследовали регион, пытаясь понять, что излучает эти радиоволны. Но, несмотря на то, что сигналы были довольно сильными, у них не было телескопов, которые могли бы выделить то, что их испускает. Это было похоже на попытку нарисовать картину неба очень большими пикселями. При этом источник волн находился в пикселе, в котором было множество других объектов.

Холодное кольцо Стрельца А*

Астрономы обнаружили диск холодного межзвездного газа, вращающийся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики.

Как и во многих других галактиках в центре Млечного пути находится сверхмассивная черная дыра, известная как Стрелец A *. Масса её примерно в 4 миллиона раз превышает массу нашего Солнца, а расстояние до Земли составляет около 26 000 световых лет. Эта самая близкая к нам чёрная дыра активно изучается на протяжении последних десятилетий.

ALMA-изображение диска из холодного водорода, обтекающего сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики. Цвета представляют движение газа относительно Земли: красная часть удаляется, синяя – приближается. Крест указывает на местоположение черной ды

Телескоп ALMA (Atacama Large Millimeter Array – Атакамская большая [антенная] решётка миллиметрового диапазона) — комплекс радиотелескопов, расположенный в чилийской пустыне Атакама (фото ALMA)

Сверхмассивная чёрная дыра с аккреционным диском и струёй плазмы — джетом. Показано примерное расположение основных элементов её окружения (Иллюстрация ESO).

Один из интереснейших объектов исследования – аккреционный диск – огромное облако газов, притянутое мощной гравитацией чёрной дыры из окружающего космоса и вращающееся вокруг неё. Простирается такой диск на несколько десятых светового года от горизонта черной дыры, совсем немного по космическим меркам. Исследователей интересуют как механизм аккреции – падения вещества на чёрную дыру, так и процессы, происходящие в самом диске.

Однако до сих пор астрономы хорошо изучили только незначительную, горячую часть, потока газа, который стекается к чёрной дыре. Он имеет почти сферическую форму и не показывает явного вращения. По оценкам, температура этого газа порядка 10 миллионов градусов по Цельсию, что составляет около двух третей от температуры в ядре нашего Солнца. При такой температуре газ ярко светится в рентгеновском диапазоне, что позволяет изучать его с помощью космических рентгеновских телескопов, вплоть до расстояния в одну десятую светового года от черной дыры.

Кроме того, наблюдения с помощью телескопов, работающих на миллиметровых длинах волн, обнаружили вокруг чёрной дыры на протяжении нескольких световых лет большое количество сравнительно более холодного газообразного водорода с температурой около 10 тысяч градусов по Цельсию. Природа его излучения иная. Аккреционный диск испускает достаточно сильное излучение, приводящее к постоянному процессу ионизации атомов водорода – потере ими электронов. Одновременно протекает и противоположный процесс восстановления нейтральных атомов – рекомбинация. Эта рекомбинация и порождает характерный сигнал миллиметровой длины волны, который способен достичь Земли.

Вклад этого газа в аккреционный поток на черную дыру долго оставался неизвестен. Новые наблюдения на очень чувствительном и способном разглядеть мелкие детали телескопе ALMA обнаружили ранее не замеченный диск из холодного межзвездного газа, расположенный всего в одной сотой светового года от чёрной дыры. Это лишь в 1000 раз больше расстояния от Земли до Солнца. Исследователи считают, что количество водорода в этом холодном диске составляет около одной десятой массы Юпитера или одной десятитысячной массы Солнца.

Наблюдения позволили астрономам как картографировать местоположение, так и отслеживать движение этого газа. Из-за эффекта Доплера свет от атомов, движущихся к Земле, немного смещается в «синюю» часть спектра, в то время как свет от атомов, удаляющихся от неё, смещается в «красную» его часть. Такое смещение четко показывает, что газ вращается вокруг черной дыры. Эта информация позволит по-новому взглянуть на то, как черные дыры поглощают материю, и на сложную взаимосвязь между черной дырой и ее галактической окрестностью.

Отметим, что ведущий автор статьи – выпускница физфака МГУ Елена Мурчикова, ныне работающая в Институте перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси (США).

Результаты исследования опубликованы в журнале Nature.

По материалам Национальной радиоастрономической обсерватории (NRAO, США)

Черная Дыра Стрелец А* Пробудилась? Новый Тип Сверхновых? Черная Дыра Поглотила Нейтронную Звезду?

Черная дыра Стрелец А* пробудилась? Новый тип сверхновых? Черная дыра поглотила нейтронную звезду? Черная дыра в центре нашей галактики пробудилась. Новый тип сверхновых звезд. Черная дыра поглотила нейтронную звезду. Гравитационные волны. Сверхновые звезды. Бесследное исчезновение звезды. Новости науки. Парно-нестабильная сверхновая. Частицы и античастицы. Рябь пространства и времени. Черная дыра поглощает нейтронную звезду. Черная дыра в центре нашей галактики. Sagittarius A*. Звезда S0-2. Газовое облако G-2. Черная дыра в центре Млечного пути проснулась. Слияние черных дыр. Слияние нейтронных звезд. Столкновение нейтронных звезд. 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 2020 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 2020 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 2020 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. Подписывайтесь на канал!) Подписывайтесь на наши соц. сети: vk: https://vk.com/forestofscience Inst: https://www.instagram.com/forestofscience/ Источники: 1- Поглощении черной дырой нейтронной звезды: https://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3/25333.gcn3 https://clck.ru/FrXRp https://clck.ru/HjV9m 2- Черная дыра Стрелец А* Статья: https://clck.ru/HjVPR https://clck.ru/HjVMF https://clck.ru/HjVQn https://clck.ru/HjVRG 3- Бесследное исчезновение сверхмассивной звезды после взрыва Статья: https://arxiv.org/abs/1904.07259 https://clck.ru/HjVYF https://clck.ru/HjVZo https://clck.ru/HjVbV Прошлые видео: Происхождение галактик. Реальная форма Млечного Пути

Эта Звезда не должна Существовать

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: