Проект посвящен изучению черных дыр в космосе, загадочных областей с сильной гравитацией, засасывающих все вокруг, включая свет. talks Ольга Сильченко: «Черные дыры — это нечто первичное во Вселенной». Первой из показанных черных дыр является J1601+3113 массой около 100 тыс. солнечных масс. Черная дыра в центре нашей галактики быстро вращается и увлекает за собой пространство-время, говорят ученые.
Загадка дыры: в НЦФМ изучают феномен темной материи
Известно, что массивные газовые аккреционные диски в активных ядрах галактик способствуют образованию, росту и слияниям черных дыр. Черные дыры звездной массы, взаимодействуя с окружающим газом, мигрируют в ловушки под действием гидродинамических моментов, где они накапливаются и сливаются, создавая высокочастотные источники гравитационных волн.
В результате цепочки слияний и сформировались сверхмассивные чёрные дыры, присутствующие сегодня в центрах большинства галактик. По мнению учёных, если удастся выяснить, сколько чёрных дыр средних масс находится во Вселенной и где они расположены, можно будет определить, соответствуют ли теории формирования сверхмассивных чёрных дыр действительности. Один из вопросов, связанных с этой теорией — все ли карликовые галактики имеют собственные чёрные дыры средней массы в центре? На этот вопрос довольно трудно ответить, поскольку подобные объекты невидимы для телескопов до тех пор, пока не начинают захватывать окружающий газ, пыль или не разрывают звёзды в ходе СПР. Дополнительно астрономы могут определить наличие чёрных дыр по косвенным признакам — их гравитационному воздействию на окружающие звёзды, но пока эти методы недостаточно чувствительны для выявления отдалённых объектов в карликовых галактиках. В результате пока в карликовых галактиках обнаружено немного чёрных дыр среднией массы, поэтому вспышки вроде AT 2020neh могут очень помочь в процессе их выявления и решении вопроса о том, как именно формировались сверхмассивные чёрные дыры. Источник изображения: NASA Издающий такие звуки объект располагается в «сердце» Скопления Персея на расстоянии приблизительно 250 млн световых лет от нас. Это скопление галактик в созвездии Персея — одна из самых массивных структур во Вселенной, содержащая тысячи галактик в огромном облаке газа температурой в миллионы градусов.
В скоплении галактик так много газа, что мы смогли уловить реальные звуки», — говорят специалисты NASA. Сигналы, исходящие от чёрной дыры, были получены рентгеновским телескопом «Чандра» Chandra X-ray Observatory ещё в 2003 году. Однако до сих пор их не удавалось сделать слышимыми для человеческого уха. Для решения задачи исследователи выполнили сложную процедуру преобразования. В частности, тональность была повышена на 57 и 58 октав. В результате, удалось сформировать аудиоклип продолжительностью около полуминуты, позволяющий буквально услышать чёрную дыру. Многие пользователи говорят, что звук вполне мог бы стать саундтреком к фильму ужасов. Получившая имя VFTS 243 чёрная дыра является единственным известным объектом подобного рода за пределами Млечного пути. Она, как минимум, в 9 раз массивнее Солнца и вращается вокруг голубой звезды класса О, массой не менее 25 солнечных.
Чёрную дыру признают спящей, если она испускает низкий уровень рентгеновского излучения, причём объекты подобного типа обнаружить довольно трудно. Для выявления подобных небесных тел используется передовой метод, называемый «спектральным распутыванием» — чужие звёздные системы расположены так далеко, что свет от звёздных пар сливается и требуются специальные методики для того, чтобы установить — какой из звёзд он принадлежит. В некоторых системах одна из звёзд практически не имеет излучения, что позволяет классифицировать её, как чёрную дыру, поскольку гравитационное взаимодействие всё равно заставляет её воздействовать на свойства второй звезды в паре. Для выявления VFTS 243 учёным пришлось в течение шести лет изучать радиальные скорости около 1000 массивных звёзд в туманности Тарантула, являющейся частью Большого Магелланова облака. Выяснилось, что период обращения некого объекта с массой в 9 солнечных вокруг большой звезды составляет 10,4 дня и, по данным Nature Astronomy, весь свет испускается только одной звездой, что свидетельствует о том, что вторая и является спящей чёрной дырой. Пока неизвестно ни одной другой рентгеновской спящей чёрной дыры за пределами нашей галактики. Почти круговая орбита и кинематика VFTS 243 позволили учёным предположить, что формирование небесного тела состоялось почти или совсем без выброса материи, подобного взрыву. Группа исследователей из Университета Северной Каролины установила, что массивные чёрные дыры в центрах карликовых галактик встречаются гораздо чаще, чем считалось ранее. Это может пролить свет на определённые аспекты происхождения Млечного Пути и самой чёрной дыры в центре нашей галактики.
Источник изображения: NASA Учёные верят, что спиральная галактика Млечный Путь сформировалась в результате слияния нескольких карликовых галактик. Тем не менее до сих пор неизвестно, во всех ли карликовых галактиках имеются массивные чёрные дыры — знание об этом помогло бы понять, как галактики и чёрные дыры «растут вместе». Исследование, опубликованное на этой неделе в издании Astrophysical Journal, помогает внести ясность в этот вопрос. В публикации говорится, что массивные чёрные дыры встречаются в карликовых галактиках во много раз чаще, чем считалось ранее. Обычно чёрные дыры интенсивно «светятся», поглощая окружающий газ. При этом их было трудно обнаружить, поскольку такая радиация маскируется излучением множества молодых звёзд.
В процессе работы нам удалось решить одну важную проблему. Когда речь идет о выделении сигналов новой физики, например на Большом адронном коллайдере, то почти всегда есть много стандартных, так называемых фоновых, процессов, которые могут имитировать эти новые сигналы. Поэтому важно было найти способ отделить слабый сигнал от большого фона. Применение методов машинного обучения позволяет существенно улучшить отношение сигнала к фону и тем самым усилить ограничения извлекаемых параметров. В этом году мы продолжим исследования на основе заделов 2022 года и надеемся получить интересные результаты. Кроме того, планируем активнее привлекать к исследованиям студентов филиала МГУ в Сарове. Учитывая, что многие специалисты нашей секции преподают там, читают лекции магистрантам, думаю, это удастся. На мой взгляд, это важно как для профессионального становления молодых ученых, так и для развития нашего направления. Ученые, например, знают, что есть скрытая масса она проявляется в гравитационном взаимодействии , однако поймать ее пока не удается.
Член оперативной группы Gaia Джордж Сибрук сравнил достижение с «моментом в фильме «Матрица», где Нео начинает видеть матрицу». Член сотрудничества Gaia Цви Мазе из Тель-Авивского университета подчеркнул, что Gaia-BH3 — первая черная дыра, массу которой удалось измерить с очень высокой точностью. Gaia-BH3 находится в созвездии Орел. Расположение отмечено кружочкомИсточник: ESA Изначально ученые планировали раскрыть новую информацию о работе Gaia не раньше конца 2025 года. Важность открытия заставила обнародовать данные раньше, чтобы астрономы уже могли приступить к их изучению.
Поглотила 33 Солнца: Возле Земли скрывается огромная чёрная дыра, крупнейшая в галактике
Ру Ученые нашли гигантскую черную дыру недалеко от Земли Международная группа астрономов с помощью космического телескопа Gaia обнаружила огромную черную дыру сравнительно недалеко от Земли. Объекту присвоили имя Gaia-BH3. Gaia-BH3 расположена в 2 тыс. Она стала второй по близости к Земле и самой крупной из найденных в галактике Млечный Пусть в своем классе — ее масса равна массе 33 Солнц.
Новое составное изображение раскрывает несколько аспектов объекта, включая структуру перегретого материала, который его окружает, и высокоскоростную релятивистскую струю, которая исходит из него.
Считается, что это явление возникает, когда газообразный материал из центра галактики скапливается вблизи черной дыры. Выделяющаяся при этом энергия порождает струи частиц, ускоряющихся до скоростей, близких к скорости света. Однако физика, лежащая в основе этого явления, до сих пор плохо изучена. Публикация этого изображения может помочь астрофизикам разгадать эту загадку.
Беспрецедентное наблюдение Прямая визуализация аккреционных дисков, окружающих сверхмассивные черные дыры, представляет собой сложную задачу из-за их значительного расстояния и относительно небольших размеров. Поэтому астрономы предпочитают изучать структуру этих дисков, анализируя спектры излучаемого ими света. Недавно был достигнут значительный прогресс, впервые использовав этот подход для определения нового предела размера одного из таких дисков, вращающихся вокруг черной дыры. Иллюстрация черной дыры, связанной с изучаемым событием приливного разрушения.
В ходе дальнейшей разработки электродинамики Г. Лоренцем была предложена новая система преобразований пространственно-временных координат известных сегодня как преобразования Лоренца , относительно которых уравнения Максвелла оставались инвариантными. Развивая идеи Лоренца, А. Пуанкаре предположил, что все прочие физические законы также инвариантны относительно этих преобразований. В 1905 году А. Эйнштейн использовал концепции Лоренца и Пуанкаре в своей специальной теории относительности СТО , в которой роль закона преобразования инерциальных систем отсчёта окончательно перешла от преобразований Галилея к преобразованиям Лоренца. Классическая галилеевски-инвариантная механика была при этом заменена на новую, Лоренц-инвариантную релятивистскую механику.
В рамках последней скорость света оказалась предельной скоростью, которую может развить физическое тело, что радикально изменило значение чёрных дыр в теоретической физике. Однако ньютоновская теория тяготения на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр не является лоренц-инвариантной.
Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года и получила название общей теории относительности ОТО [11].
Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр [6]. По своему характеру ОТО является геометрической теорией. Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности.
Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна. Искривление пространства Псевдо римановыми называются пространства, которые в малых масштабах ведут себя «почти» как обычные псевдо евклидовы. Так, на небольших участках сферы теорема Пифагора и другие факты евклидовой геометрии выполняются с очень большой точностью.
В своё время это обстоятельство и позволило построить евклидову геометрию на основе наблюдений над поверхностью Земли которая в действительности не является плоской, а близка к сферической. Это же обстоятельство обусловило и выбор именно псевдоримановых а не каких-либо ещё пространств в качестве основного объекта рассмотрения в ОТО: свойства небольших участков пространства-времени не должны сильно отличаться от известных из СТО.
Астрономы подтвердили существование редкой двойной черной дыры в центре далекого квазара
| Учеными была найдена одна из самых больших известных науке черных дыр | Черная дыра, которой присвоили название Gaia BH3, в 33 раза массивнее Солнца. |
| Уникальный кадр: необычайно точное изображение черной дыры, пожирающей звезду в реальном времени | Черный сгусток находится примерно в 2 тыс. световых лет в созвездии Аквила, что делает ее второй по приближенности черной дырой к Земле. |
| Найдена первая черная дыра, создающая новые звезды | Черная дыра Шварцшильда — геометрический объект (пространство-время), представляет собой сферически симметричную (невращающуюся) черную дыру, не обладающую электрическим зарядом. |
| Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно | Черные дыры притягивают к себе материю, а она образовывает вокруг них аккреционный диск — гигантскую структуру, которая быстро вращается и светится за счет взаимодействия сил трения и гравитации. |
Черные дыры
В таких условиях квантовая информация теряется всего за доли пикосекунды — сравнимо со скоростью, характерной для черных дыр. О сервисе Прессе Авторские права Связаться с нами Авторам Рекламодателям Разработчикам. Сама чёрная дыра примечательна не только большой дистанцией до неё от Солнечной системы, но и массой «всего» в 9 млн солнечных — обычно её ровесницы весят более 1 млрд солнечных масс, благодаря чему их легче обнаружить. "ОЗАРЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ": Почему всеобъемлющую теорию турбулентности до сих пор не удалось создать? И что предлагают ученые из Объединенного института ядерных исследований в решении это вопроса? "АКТУАЛЬНОЕ ИНТЕРВЬЮ": Эти находки потрясли научный мир. Новости астрофизики: Команда астрофизиков, возглавляемая Колумбийским университетом, обнаружила дюжину черных дыр, сосредоточенных вокруг Стрельца A * (Sgr A *), сверхмассивной черной дыры в центре Галактики Млечный Путь. "ОЗАРЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ": Почему всеобъемлющую теорию турбулентности до сих пор не удалось создать? И что предлагают ученые из Объединенного института ядерных исследований в решении это вопроса? "АКТУАЛЬНОЕ ИНТЕРВЬЮ": Эти находки потрясли научный мир.
Пробки из черных дыр обнаружили ученые в центрах галактик
и миллиметровых обсерваторий под названием Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) получила первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь. Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. Сфотографировать черную дыру удалось благодаря проекту Event Horizon, который с 2012 года занимается этими загадочными объектами. Международная команда ученых во главе с Кристианом Вольфом из Австралийского национального университета обнаружила самую яркую и рекордно быстро растущую сверхмассивную черную дыру. 12 мая 2022 года астрономы показали первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* расположенной в центре Млечного Пути. Черные дыры известны своим интенсивным гравитационным притяжением, которое препятствует выходу даже света, что затрудняет их наблюдение.
Ученые нашли гигантскую черную дыру недалеко от Земли
Астрономы обнаружили массивную чёрную дыру, которая образовалась в результате взрыва звезды, сообщает The Guardian. Черный сгусток находится примерно в 2 тыс. световых лет в созвездии Аквила, что делает ее второй по приближенности черной дырой к Земле. Черная дыра Шварцшильда — геометрический объект (пространство-время), представляет собой сферически симметричную (невращающуюся) черную дыру, не обладающую электрическим зарядом. Хотя у черных дыр имеются способы стать больше уже после образования, они не могут объяснить такое количество этих слишком массивных черных дыр звездного класса.
Загадка дыры: в НЦФМ изучают феномен темной материи
| Такая обычная черная дыра | Пикабу | Материя вокруг черной дыры взаимодействует с ней и нагревается до очень высоких температур, вследствие чего и излучает в различных диапазонах. |
| Исследователи сделали неожиданные выводы о черной дыре в галактике: «Как футбольный мяч» - МК | Сфотографировать черную дыру удалось благодаря проекту Event Horizon, который с 2012 года занимается этими загадочными объектами. |
| Черные дыры | Астрономы обнаружили звезду, находящуюся на рекордно близком расстоянии от сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. |
| Исчезла самая большая чёрная дыра | "ОЗАРЕНИЯ И ОТКРЫТИЯ": Почему всеобъемлющую теорию турбулентности до сих пор не удалось создать? И что предлагают ученые из Объединенного института ядерных исследований в решении это вопроса? "АКТУАЛЬНОЕ ИНТЕРВЬЮ": Эти находки потрясли научный мир. |
Новости по теме: черная дыра
Гипотетическая опасность, связанная с микроскопическими черными дырами, состоит в том, что если они смогут родиться в столкновении протонов на Большом адронном коллайдере и если они по каким-то причинам окажутся стабильными, то, провалившись в центр Земли, они начнут. Черная дыра Шварцшильда — геометрический объект (пространство-время), представляет собой сферически симметричную (невращающуюся) черную дыру, не обладающую электрическим зарядом. Черные дыры притягивают к себе материю, а она образовывает вокруг них аккреционный диск — гигантскую структуру, которая быстро вращается и светится за счет взаимодействия сил трения и гравитации. Сфотографировать черную дыру удалось благодаря проекту Event Horizon, который с 2012 года занимается этими загадочными объектами. Гопкинса в г. Балтиморе (США) считают, что черные дыры, в том числе и сверхмассивные (SMBH), формировались одновременно со звездами. Черные дыры притягивают к себе материю, а она образовывает вокруг них аккреционный диск — гигантскую структуру, которая быстро вращается и светится за счет взаимодействия сил трения и гравитации.
Новости по теме: черная дыра
Так что, хоть мы и действительно физически не можем увидеть саму чёрную дыру, мы можем увидеть её «тень» — тёмный силуэт внутри светящегося аккреционного диска, который соответствует контуру чёрной дыры и прилегающим областям. А если этот силуэт можно увидеть, значит, его можно и сфотографировать. Больше на эту тему Суть чёрных дыр: сингулярность, горизонт событий, спагеттификация Антон Первушин 24. Неудивительно: ведь заглянуть в них напрямую и проверить свои догадки мы не можем — запрещают законы природы. Телескоп горизонта событий Астрономы со всего мира давно мечтали получить фотографию силуэта чёрной дыры.
Проблема в том, что ни один из существующих оптических телескопов не обладает достаточным разрешением, чтобы выполнить эту задачу. Учёные нашли выход — создать виртуальный радиотелескоп размером с земной шар. Суть идеи в том, что один и тот же объект одновременно наблюдается несколькими радиообсерваториями. Затем их данные с указанным точным временем наблюдения для этого используются атомные часы сводятся воедино и обрабатываются при помощи специальных алгоритмов.
Это даёт возможность создать виртуальный аналог телескопа, размеры которого равны максимальному расстоянию между исходными телескопами. Именно эта идея и легла в основу проекта «Телескоп горизонта событий», объединившего свыше 300 учёных из шести десятков научных учреждений по всему миру. Непосредственная задача — получить изображение силуэта чёрной дыры — была возложена на восемь обсерваторий, расположенных на четырёх континентах. Расположение объектов Телескопа горизонта событий EHT провёл исторические наблюдения в 2017 году.
В общей сложности в их ходе было собрано 4 петабайта данных. Поскольку это слишком большой объём, чтобы его можно было переслать через Интернет, отправка данных осуществлялась физически — путём перевозки жёстких дисков. В ней есть поистине гигантская чёрная дыра, чья масса в 6,5 миллиарда не миллиона! Изображение её тени было опубликовано в 2019 году и стало одним из самых ярких научных событий года.
Расстояния между обсерваториями EHT стали одной из причин, почему так много времени потребовалось на получение снимков чёрных дыр. Так, расположенный на Южном полюсе радиотелескоп SPT провёл наблюдения в апреле 2017 года — но собранные им данные удалось доставить на Большую землю самолётом лишь в декабре. Ведь они имеют примерно одинаковый угловой размер на небе. Всё дело в размерах самих чёрных дыр.
Измерения показали, что газ в окрестностях обоих гравитационных монстров движется с одинаковой скоростью, почти равной скорости света. Но на то, чтобы совершить один оборот вокруг намного большей по размеру дыры в центре галактики M87 радиус её горизонта событий — 18 миллиардов километров, втрое больше расстояния между Солнцем и Плутоном , ему требуется от нескольких дней до нескольких недель. По словам участников проекта, снимки, сделанные с недельным интервалом, практически не отличались. Это существенно упростило задачу их обработки и сведения в единый «портрет».
Из-за этого яркость и структура аккреционного диска чёрной дыры в центре нашей галактики менялась с интервалом от 5 до 15 минут, что серьёзно осложняло задачу построения единого изображения. Изображения чёрной дыры усреднялись по многим отдельным визуализациям.
Но лишь при условии, что за ними кто-то наблюдает. К тому же, физикам удалось доказать, что свет может быть и волной и частицей одновременной, что по-научному называется корпускулярно-волновым дуализмом. Подобные противоречия и аномалии квантовой механики лежат в основе как развития науки, так и научной фантастики, будь та в прозе или на экране.
Сегодня произошло выдающееся событие. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. Физики ждали этого 100 лет. Эти объекты были предсказаны в теории Эйнштейна более 100 лет назад Вячеслав Докучаев. Докучаев уверен, что результат, полученный учеными, тянет на Нобелевскую премию, но ему обидно, что в таком значимом мероприятии не участвовала Россия. В том числе потому, что в стране нет ни одного мощного радиотелескопа. А это важно для осмысления нашего места во вселенной и смысла жизни не только отдельного человека, а всей цивилизации», — добавил Докучаев. Важны не фото, а свойства Вице-президент РАН Юрий Балега в разговоре с «360» не был так обрадован новостью о полученной фотографии.
По его мнению, мы увидели то, что интересно широкому обывателю, но для физики важны физические свойства объектов, чтобы «мы могли написать картину мира». Информация сегодня в астрофизике получается не по фотографиям, а на основе спектров, которые позволяют получить физические характеристики объектов в космосе: температуру, размеры, скорость, химический состав. Фотография — это тень черной дыры. Сама черная дыра не видна, она очень мала, мы видим только окрестности Юрий Балега. Балега отметил, что важно изучить способ образования черных дыр, чтобы на основе этих данных узнать, когда они появились. На вопрос, зачем человечеству, которое вряд ли когда-нибудь встретится с черной дырой, знать об их происхождении и свойствах, вице-президент РАН ответил, что «смысл жизни человека является в познании мира, в котором мы живем». Ведь все взаимосвязано: на смартфоне есть навигатор, который привязан к интернету, последний привязан к спутникам, а они — к далеким квазарам. И для нас они неподвижные точки, радиоточки.
А к этим спутникам уже привязываетесь вы», — сказал Балега.
Отмечается, что эти открытия имеют важное значение для астрономии гравитационных волн, астрофизики высоких энергий, эволюции галактик и даже эффектов обратной связи между активными ядрами галактик и межзвездной средой. Результаты этого исследования открывают новые перспективы для понимания космических явлений и динамики Вселенной.
Ранее известный российский летчик-космонавт Олег Артемьев снял "космическую прогулку" над Землей. Читайте также.