Снова о чёрных дырах

Астрономы со всего мира несколько лет назад начали готовить проект Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий), который представляет собой совокупность радиотелескопов по всей Земле, работающих вместе в режиме интерферометра. Такая система должна увидеть тень подходящей черной дыры, например, Стрелец A*, то есть центрального объекта Млечного Пути. Первые научные данные от этой глобальной инициативы ожидаются к концу 2019 года.

В новой работе ученые описывают результаты наблюдения на части системы, к которой впервые подключился телескоп APEX (Atacama Pathfinder Experiment) в Чили. Это позволило увеличить максимальный размер базы интерферометра почти в два раза. Эти наблюдения достигли пространственного разрешения примерно 36 миллионов километров, что соответствует трем радиусам Шварцшильда (горизонта событий) для данной черной дыры. «Мы начали понимать, как на самом деле могут выглядеть структуры из горячего газа на масштабе горизонта, а не просто делать общие заключения на основе видимости», — говорит Ру-Сен Лу из Института радиоастрономии Общества Макса Планка в Германии.

Первые данные заставляют ученых склоняться к теории о том, что вокруг черной дыры есть «бублик» из горячего газа, однако пока точности прибора не хватает для однозначных выводов. Также нужно учитывать, что изображения объектов будут искажены сильной гравитацией черной дыры.

 

Странная гипотеза могла бы объяснить, почему таинственную «планету» никак не могут увидеть в телескоп.

На окраине Солнечной системы может располагаться крохотная черная дыра массой не более пяти масс Земли. Статья об этом опубликована в виде препринта на сайте Arxiv.org. Астрономы Якуб Штольц из Даремского университета Великобритании и Джеймс Анвин из Иллинойсского университета в США считают, что эта странная гипотеза могла бы объяснить сразу две астрофизические аномалии: избыток событий микролинзирования и аномальные орбиты некоторых транснептуновых объектов из пояса Койпера.



Микролинзирование — относительно кратковременное повышение яркости звезды в то время, когда между ней и наблюдателем проходит какой-то массивный объект, называемый гравитационной линзой. Астрономы наблюдают избыток подобных событий для линз массой от 0,5 до 20 масс Земли, расположенных в направлении на центр Млечного Пути и за пределами пояса Койпера. По одной из версий, микролинзирование может вызывать блуждающая планета, которая когда-то была захвачена гравитацией Солнца и сейчас «прячется» на окраинах Солнечной системы.



Существование подобной планеты могло бы объяснить и то, почему некоторые небольшие небесные тела в поясе Койпера (области космоса за орбитой Нептуна) имеют необычные траектории движения. У некоторых транснептуновых объектов орбиты чрезвычайно вытянуты, у других — очень сильно наклонены по отношению к плоскости эклиптики. При этом орбиты объектов с наибольшими периодами сгруппированы в одном направлении.



В статье, опубликованной в 2016 году, группа астрономов выдвинула гипотезу о существовании девятой планеты. Это объект массой от пяти до 15 земных, который находится на расстоянии от 300 до 1000 астрономических единиц от Солнца. Именно влияние гравитации девятой планеты может изменять орбиты транснептуновых объектов.



Однако гипотеза Штольца и Анвина куда более оригинальна и объясняет тот факт, почему загадочную планету до сих пор не удалось рассмотреть в телескоп. И микролинзирование, и аномалии орбит могут быть обусловлены так называемой первичной черной дырой. В отличие от сверхмассивных черных дыр, которые образуются в результате коллапса звезды, первичные дыры появились на ранних этапах существования Вселенной из горячей плазмы.


Предполагаемые размеры черной дыры: ученые распечатали ее изображение на обычном листе формата А4 в масштабе 1:1 /©Jakub Scholtz and James Unwin



Первичные черные дыры могут быть крохотными. По расчетам Анвина и Штольца, подобный объект массой в пять раз больше Земли имеет радиус около 4,5 сантиметра. Излучение такой первичной дыры незначительно, однако вокруг нее может существовать простирающееся на несколько астрономических единиц гало из темной материи. Многие модели темной материи предполагают, что ее частицы иногда взаимно аннигилируют со вспышкой в гамма-диапазоне. По мнению авторов статьи, единственный способ доказать, что вместо девятой планеты на окраине Солнечной системы существует крохотная черная дыра, — именно обнаружение движущегося источника гамма-излучения.

Международной команде астрономов удалось создать самую подробную карту северного неба. На изображении разместилось 25 000 сверхмассивных чёрных дыр, а в качестве источника использовались данные многочисленных телескопов.

По словам исследователей, каждая светлая точка на представленной карте — сверхмассивная чёрная дыра. Мало того, все они находятся в собственных галактиках. Несмотря на то что астрономы отразили только 4% всего северного неба, изображение стало самым подробным за всю историю наблюдений.

Карта построена с использованием 52 станций с антеннами LOFAR в девяти европейских странах, а для её составления потребовалось объединить 256 часов наблюдений за северным небом. В этом случае применялась методика преобразования радиочастот в изображения, а работа длилась несколько напряжённых лет. Одной из проблем стала земная ионосфера, препятствующая наблюдениям за длинными волнами. Она создавала помехи, которые устранялись в реальном времени при помощи суперкомпьютера.

Астрономы планируют продолжить работу до тех пор, пока не составят детальную карту всего северного неба. По их мнению, это позволит получить представление об истинном размере Вселенной.

---

как понимаю, в переводе на русский это говорит о 25 000 галактиках на 4% северного неба?
То есть, 625 000 галактик в среднем на северном небе? Или 1250 000 галактик, доступных нашему зрению всего на небе?
Или такая индукция неправомерна, бо мы в каком-нибудь углу вселенной и основная масса галактик в стороне от нас?

Астрономы Университета штата Огайо обнаружили самую близкую к Земле черную дыру, названную Единорогом, которая также является одной из самых маленьких. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Масса Единорога примерно в три раза больше массы Солнца, что немного по меркам черной дыры, однако делает этот объект редкостью в Млечном Пути. По всей видимости, она является компаньоном красного гиганта — звезды, за которой велись наблюдения с помощью разных телескопов: от Kilodegree Extremely Little Telescope (KELT) до космической обсерватории TESS.

Исследователи заметили изменения в интенсивности света и внешнего вида звезды, как будто вокруг нее вращается что-то невидимое. Приливное искажение формы светила указывало на существование компактного объекта, например черной дыры. Однако многих астрономов смутила небольшая масса объекта, которая делала такой вариант маловероятным.

Ученые вновь допустили наличие черной дыры возле красной звезды после открытия крошечных черных дыр, сделанного той же исследовательской группой из Университете штата Огайо. Тогда исследователи проанализировали данные о световых спектрах 100 тысяч звезд в Млечном Пути, чтобы найти звезды, вокруг которых вращались невидимые объекты. Согласно расчетам, одна из звезд-кандидатов входит в одну систему с черной дырой, чья масса превышает массу Солнца в 3,3 раза.

По мнению ученых, самым простым и самым вероятным объяснением, почему красный гигант подвергается приливному искажению, является такая же небольшая черная дыра. В этом случае «Единорог» бьет рекорд самых близких к Солнечной системе черных дыр из известных, располагаясь на расстоянии 1500 световых лет от Земли.