Две черные дыры «притаились» неподалеку от Млечного пути

Гигантские черные дыры иногда бывают скрыты от наблюдений толстыми слоями из газа и пыли. Однако их присутствие выдает падающая на них материя, испускающая высокоэнергетическое рентгеновское излучение, которое регистрирует космическая обсерватория НАСА NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array). Именно таким образом в новом исследовании ученые смогли разглядеть две окруженных плотными газовыми оболочками сверхмассивные черные дыры, расположенные в центрах близлежащих галактик.

«Эти черные дыры расположены довольно близко к Млечному пути, однако до сих пор оставались недоступными наблюдениям, - сказал Эди Ануар (Ady Annuar), аспирант Даремского университета, Соединенное Королевство, и один из авторов нового исследования. – Их можно уподобить чудовищам, которые прячутся у вас под кроватью».

Первая из этих изученных галактик носит название IC 3639 и расположена на расстоянии 170 миллионов световых лет от нас. Благодаря высокой чувствительности обсерватории NuSTAR к высокоэнергетическому рентгеновскому излучению, исследователи смогли подтвердить, что эта галактика имеет активное ядро. Кроме того, исследователи впервые смогли оценить истинную яркость этого «монстра», оценив толщину слоя материала, скрывающего его от наблюдений.

Ещё более интересными оказались результаты исследования галактики NGC 1448, центральная черная дыра которой была открыта лишь в 2009 г., хотя она находится в центре одной из ближайших к Млечному пути крупных галактик, находящейся на расстоянии всего лишь 38 миллионов световых лет от нас. Исследование смогло подтвердить, что сверхмассивную черную дыру этой галактики также скрывает от наблюдений толстый газовый столб; кроме того, команда Ануара обнаружила в этой галактике крупную популяцию молодых (возрастом порядка 5 миллионов лет) звезд, что является признаком формирования в этой галактике новых звезд, в то же самое время, когда её центральная черная дыра продолжает активно поглощать газ и пыль.

Обнаружена нарушающая представления ученых черная дыра

Телескоп Hubble сделал снимки черной дыры в созвездии Девы, которые нарушают представления ученых о подобных космических объектах. Об этом сообщается на официальном сайте Hubble. Речь идет о черной дыре в центре галактики RX J1140.1+0307. Ученых удивила яркость этого объекта, притом что он является одним из самых легких среди известных в настоящее время.

"С такой относительно малой массой для черной дыры сложно объяснить наблюдаемый спектр", — говорится в сообщении.

Ученые предполагают, что существует пока не известное объяснение, связанное с устройством черной дыры, которое противоречит существующей теории о яркости этих объектов.

Обнаружены сотни черных дыр в шаровом скоплении звезд

Новое исследование, проведенное учеными из Университета Суррея, Великобритания, проливает свет на шаровое скопление звезд, в котором могут находиться сотни черных дыр – явление, которое до настоящего времени считалось невероятным. Шаровые скопления звезд представляют собой сферические образования из звезд, которые обращаются вокруг центра галактики. Используя современные методы компьютерного моделирования, команда ученых во главе с Миклосом Петеном из Университета Суррея смогла выявить присутствие черных дыр, недоступных наблюдениям, в шаровом скоплении звезд, известном как NGC 6101. Каждая из этих черных дыр в несколько раз крупнее Солнца, и формирование этих объектов происходило в результате коллапса массивных звезд в конце их жизненного цикла.

Ранее предполагалось, что эти черные дыры почти все без исключения должны быть вытолкнуты за пределы родительского звездного скопления в результате взрывов сверхновых.

Лишь в 2013 г. астрономы смогли начать различать индивидуальные черные дыры внутри звездных скоплений, благодаря редкому явлению, при котором звезда-компаньон отдает свою материю черной дыре. Используя этот метод, исследователи показали, что в шаровом скоплении NGC 6101 присутствует несколько сотен черных дыр, опровергая прежние теории формирования черных дыр.

Согласно этим результатам в центрах звездных скоплений, где высока концентрация черных дыр, происходят слияния черных дыр, сопровождающиеся излучением гравитационных волн, считают авторы работы.

Искусственная черная дыра создана в лаборатории

Идея о том, что черные дыры все-таки испускают какие-то частицы, существует с 1974 года, когда вычисления Стивена Хокинга с использованием квантовых методов показали, что черные дыры на самом деле "излучают" частицы в космос, а со временем должны и вовсе исчезнуть. Но реально подсчитать уровень этого излучения практически невозможно из-за расстояний, а поэтому излучение Хокинга оставалось гипотезой 42 года. Эксперимент Штенхауэра показал, что, скорее всего, Хокинг прав.

В своем эксперименте израильский физик создал симулированную "черную дыру", способную всасывать звук. Чтобы сделать это, Штенхауэр направил лазер, состоящий из атомов рубидия, через окружающую среду, охлажденную до абсолютного нуля. Атомы двигались быстрее скорости звука, поэтому звуку трудно проникнуть сквозь этот поток. "Это как плыть против течения, - объясняет Штенхауэр. - Если река течет быстрее, чем вы плывете, то вы все равно начинаете двигаться назад, хотя вам кажется, что плывете вперед". А это значит, что часть звука выталкивается из "черной дыры", что противоречит существующему сейчас научному консенсусу о том, что реально происходит в этих космических объектах.

Теория излучения Хокинга основана на существовании "виртуальных частиц", аналога частиц, вроде фотонов, описанных квантовой механикой. Если принять во внимание эксперимент Штенхауэра, вполне возможно, что в реальную черную дыру фотон засасывается, а его виртуальный партнер наоборот отбрасывается в космос. Именно это и предполагает теория Хокинга. Так что если результаты Штенхауэра выдержат проверку и следовательно будут найдены доказательства существования излучения, Стивен Хокинг может, наконец, получить свою первую нобелевскую премию. Статья Штенхауэра выложена для обозрения и рецензирования на arXiv.org. Первые рецензии уже поступили, как крайне позитивные, так и скептические.

История черной дыры, рассказанная космическими «кляксой» и «пузырем»

Две космические структуры демонстрируют признаки примечательного изменения в поведении сверхмассивной черной дыры, лежащей в далекой галактике. Используя данные, полученные при помощи космической рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра» и других телескопов, астрономы собирают в единое целое сведения, которые предоставляет им наблюдение космической «кляксы» и газового пузыря, чтобы при помощи этих сведений получить представление о былой активности гигантской черной дыры и её влиянии на родительскую галактику.

«Зеленая клякса» (Green Blob), знаменитая космическая структура, которую также называют "Hanny"s Voorwerp" («Объект Ханни», нидерл.), расположена на расстоянии примерно 650 миллионов световых лет от Земли. Этот объект был открыт в 2007 г. нидерландской школьной учительницей Ханни ван Аркел в рамках citizen-science проекта (проекта наблюдений галактик с привлечением астрономов-любителей) под названием Galaxy Zoo.

Астрономы считают, что вспышка УФ и рентгеновского излучений, произошедшая на сверхмассивной черной дыре, расположенной в центре галактики IC 2497 (всего лишь 200000 световых лет от нас) перевела в возбужденное состояние атомы кислорода, находящиеся внутри газового облака, что и сообщило «Зеленой кляксе» её изумрудный оттенок. В настоящее время эта черная дыра медленно растет и уже не способна произвести достаточно излучения, чтобы вызвать свечение такой яркости.

Новые наблюдения, проведенные при помощи обсерватории «Чандра», демонстрируют, что эта черная дыра до сих пор производит большие количества энергии, хотя и не способна более вспыхнуть с такой яркостью, как «в молодости». Свидетельством таких изменений в активности черной дыры стал горячий газ, находящийся в центре галактики IC 2497, обнаруженный на снимках с продолжительной экспозицией, сделанных при помощи «Чандры». В центре источника рентгеновского излучения находится менее горячий газ, который ученые интерпретируют как большой газовый пузырь.

Астрономы считают, что этот пузырь мог быть сформирован в результате воздействия пары джетов, испускаемых черной дырой, на окружающий её раскаленный газ. Таким образом, черная дыра перешла от рассеивания энергии во все стороны к концентрированному выделению энергии в узких пучках, называемых джетами.