Ошибка!

Показать Ошибка!

Забыли пароль?

Ошибка!

Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Скрыть Ошибка!

Забыли пароль? Напишите ваш email и мы отправим письмо с инструкциями.

Ошибка!

Обратно

Закрыть

Астрономы используют космическую эхолокацию для картирования окрестностей черных дыр

Астрономы используют космическую эхолокацию для картирования окрестностей черных дыр
Материал, падающий в черную дыру, выбрасывает рентгеновские лучи в космос, и астрономы решили использовать эхо этого излучения для картирования динамического поведения и окружения самой черной дыры.


Большинство черных дыр слишком мало для определения их непосредственного окружения, но можно исследовать эти таинственные объекты с помощью наблюдений за поведением материи по мере того, как она приближается и падает в них.

Пока материал движется по спирали к черной дыре, он нагревается и испускает рентгеновские лучи, которые отражаются по мере взаимодействия с близлежащим газом. Эти области пространства сильно искажаются и деформируются из-за экстремальной природы и сокрушительно сильной гравитации черной дыры.

Исследователи используют рентгеновскую обсерваторию XMM-Newton Европейского космического агентства для отслеживания этих световых эхосигналов и картирования окрестностей черной дыры в ядре активной галактики. Их результаты опубликованы в журнале Nature Astronomy.

У галактики IRAS 13224-3809 есть черная дыра, и она является одним из самых изменчивых источников рентгеновского излучения в небе, претерпевающая очень большие и быстрые колебания яркости -  50 раз за несколько часов.

"Всем знакомо, как звучит эхо голоса во время разговора в комнате по сравнению с кафедральным собором - это связано с геометрией и материалами помещений, что заставляет звук вести себя по-другому", - сказал доктор Уильям Олстон из Кембриджского института астрономии, ведущий автор нового исследования. "Подобным образом можно наблюдать, как эхо рентгеновского излучения распространяется в окрестностях черной дыры, чтобы составить карту геометрии области и состояния материи до того, как она исчезнет в сингулярности. Это немного похоже на космическое эхо".

Поскольку динамика падающего газа тесно связана со свойствами потребляющей черной дыры, Олстон и его коллеги смогли также определить массу и вращение центральной черной дыры галактики, наблюдая за свойствами материи по мере поглощения.

Материал образует диск, когда попадает в черную дыру. Над этим диском находится область горячих электронов с температурой около миллиарда градусов, называемая короной. Ученые ожидали увидеть реверберационные эхосигналы, которые использовали для картирования геометрии региона, но также заметили нечто неожиданное: сама корона быстро изменилась в размерах в течение нескольких дней.


"По мере изменения размера короны меняется и световое эхо - как если бы потолок собора двигался вверх и вниз, меняя звучание эха голоса", - сказал Олстон. "Отслеживая световое эхо, мы смогли отследить изменение размера короны, и получить гораздо лучшие значения массы и вращения черной дыры, чем те, которые получили, если бы корона не менялась в размерах. Мы знаем, что масса черной дыры не может колебаться, поэтому любые изменения в эхо-сигнале должны быть связаны с газовой средой".

В исследовании использовалось самое длительное наблюдение аккрецирующей черной дыры, сделанное XMM-Newton, собранное на 16 орбитах космических аппаратов в 2011 и 2016 годах и составившее в общей сложности 2 миллиона секунд – немного больше 23 дней. Это в сочетании с сильной и кратковременной изменчивостью самой черной дыры позволило Олстону и команде всесторонне моделировать эхо в течении дня.

Исследуемая область недоступна для таких обсерваторий, как Телескоп горизонта событий, которому удалось сделать первый в истории снимок черной дыры в центре массивной галактики M87, расположенной неподалеку.

"Наш подход позволяет исследовать ближайшие несколько сотен сверхмассивных черных дыр, которые активно поглощают материю, и это число значительно увеличится с запуском спутника ЕКА Athena (Афина)".

Характеристика окружающей среды, близкой к черным дырам, является одной из основных научных задач миссии Афина, запуск которой запланирован на начало 2030-х годов и откроет секреты горячей и энергичной Вселенной.

Измерение массы, скорости вращения и аккреции большой выборки черных дыр является ключом к пониманию гравитации во всем космосе. Кроме того, поскольку сверхмассивные черные дыры тесно связаны со свойствами галактики-хозяйки, эти исследования также являются ключом к углублению наших знаний о формировании и развитии галактик с течением времени.

"Большой набор данных, предоставленный XMM-Newton, был важен для этого результата", - сказал Норберт Шартель, ученый проекта ЕКА XMM-Newton. "Реверберационная картография - это техника, которая обещает раскрыть многое как о черных дырах, так и о Вселенной в ближайшие годы. Я надеюсь, что в ближайшие годы XMM-Newton проведет аналогичные кампании по наблюдению за несколькими более активными галактиками, так что этот метод будет полностью разработан, когда запустится Афина".

Комментарии:

Еще нет комментариев, станьте первым коментатором!
Войдите на зайт или зарегистрируйтесь, чтобы оставлять комментарии!
0
Физики создали модель сверхновой Бетельгейзе

Физики создали модель сверхновой Бетельгейзе

Жизнь красного супергиганта Бетельгейзе приближается к концу, и когда звезда, в 10 раз превышающая массу Солнца, умирает, она гаснет эффектным образом.

Благодаря тому, что его яркость недавно упала до самой низкой отметки за последние сто лет, многие космические энтузиасты взволнованы тем, что Бетельгейзе может превратиться в сверхновую, взорвавшись в ослепительной вспышке, которая может быть видна даже при дневном свете. Знаменитая звезда на плече Ориона встретит свою гибель в течение следующего миллиона лет (практически пара дней по космическо...
29.02.20 10:49
0
1
Астрономы обнаружили самый большой взрыв в истории Вселенной

Астрономы обнаружили самый большой взрыв в истории Вселенной

Ученые, изучающие отдаленное галактическое скопление, обнаружили самый большой взрыв во Вселенной со времен Большого взрыва.

Взрыв произошел в сверхмассивной черной дыры в центре галактики за сотни миллионов световых лет от нас. Он испустил в пять раз больше энергии, чем предыдущий рекордсмен. «Мы уже видели вспышки в центрах галактик, но эта действительно была очень мощной», - сказала профессор Мелани Джонстон-Холлитт. «И мы не знаем, почему он такой большой. Но это было очень медленно - как взрыв в замедленной съемке...
28.02.20 13:04
0
3
НАСА выбрало новый инструмент для изучения климата

НАСА выбрало новый инструмент для изучения климата

НАСА выбрало новый космический инструмент в качестве инновационного и экономически эффективного подхода к ведению 40-летней записи данных о балансе между солнечным излучением, попадающим в атмосферу Земли, и количеством, поглощенным, отраженным и излучаемым.

Этот радиационный баланс является ключевым фактором в определении нашего климата: если Земля поглощает больше тепла, чем излучает, она нагревается; если излучает больше, чем поглощает, она остывает. Новый прибор, получивший название Libera, станет первой миссией НАСА, отобранной в ответ на десятилетнее исследование, проведенное Национальной академией наук о Земле в 2017 году. Основной исследовате...
27.02.20 17:28
0
3
У Земли появилась новая «мини-луна»

У Земли появилась новая «мини-луна»

По словам астрономов, Земля приобрела вторую луну. Они заметили объект, вращающийся вокруг нашей планеты.

Объект, примерно 1,9-3,5 метра в диаметре, был обнаружен исследователями Kacper Wierzchos и Teddy Pruyne с помощью Catalina Sky Survey в Аризоне в ночь на 15 февраля. «Земля получила новый временно захваченный объект/возможную мини-луну под названием 2020 CD3, которая скорее всего относится к астероидам типа С», - написал Wierzchos в Твиттере. Астроном сказал, что это было «важное событие», так ...
27.02.20 16:51
0
0
Физики создали модель сверхновой Бетельгейзе

Физики создали модель сверхновой Бетельгейзе

Жизнь красного супергиганта Бетельгейзе приближается к концу, и когда звезда, в 10 раз превышающая массу Солнца, умирает, она гаснет эффектным образом.

Благодаря тому, что его яркость недавно упала до самой низкой отметки за последние сто лет, многие космические энтузиасты взволнованы тем, что Бетельгейзе может превратиться в сверхновую, взорвавшись в ослепительной вспышке, которая может быть видна даже при дневном свете. Знаменитая звезда на плече Ориона встретит свою гибель в течение следующего миллиона лет (практически пара дней по космическо...
29.02.20 10:49
0
1
Астрономы обнаружили самый большой взрыв в истории Вселенной

Астрономы обнаружили самый большой взрыв в истории Вселенной

Ученые, изучающие отдаленное галактическое скопление, обнаружили самый большой взрыв во Вселенной со времен Большого взрыва.

Взрыв произошел в сверхмассивной черной дыры в центре галактики за сотни миллионов световых лет от нас. Он испустил в пять раз больше энергии, чем предыдущий рекордсмен. «Мы уже видели вспышки в центрах галактик, но эта действительно была очень мощной», - сказала профессор Мелани Джонстон-Холлитт. «И мы не знаем, почему он такой большой. Но это было очень медленно - как взрыв в замедленной съемке...
28.02.20 13:04
0
3
НАСА выбрало новый инструмент для изучения климата

НАСА выбрало новый инструмент для изучения климата

НАСА выбрало новый космический инструмент в качестве инновационного и экономически эффективного подхода к ведению 40-летней записи данных о балансе между солнечным излучением, попадающим в атмосферу Земли, и количеством, поглощенным, отраженным и излучаемым.

Этот радиационный баланс является ключевым фактором в определении нашего климата: если Земля поглощает больше тепла, чем излучает, она нагревается; если излучает больше, чем поглощает, она остывает. Новый прибор, получивший название Libera, станет первой миссией НАСА, отобранной в ответ на десятилетнее исследование, проведенное Национальной академией наук о Земле в 2017 году. Основной исследовате...
27.02.20 17:28
0
3
У Земли появилась новая «мини-луна»

У Земли появилась новая «мини-луна»

По словам астрономов, Земля приобрела вторую луну. Они заметили объект, вращающийся вокруг нашей планеты.

Объект, примерно 1,9-3,5 метра в диаметре, был обнаружен исследователями Kacper Wierzchos и Teddy Pruyne с помощью Catalina Sky Survey в Аризоне в ночь на 15 февраля. «Земля получила новый временно захваченный объект/возможную мини-луну под названием 2020 CD3, которая скорее всего относится к астероидам типа С», - написал Wierzchos в Твиттере. Астроном сказал, что это было «важное событие», так ...
27.02.20 16:51
0