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
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
1
Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Ультратонкое покрытие делает солнечные батареи самоочищающимися

Солнечные панели не могут эффективно работать когда грязные, но их регулярная очистка может занять много времени. Инженеры в Германии разработали ультратонкое покрытие, которое сделает солнечные панели и другие поверхности самоочищающимися.

Солнечная энергия — крупнейший источник возобновляемой энергии, и быстро растет. Но, как можно себе представить, невозможно отправить кого-то со шваброй для очистки миллионов солнечных панелей в каждом парке. В идеале они бы сами очищались, и теперь исследователи из Института Фраунгофера в Германии добились успехов в этой концепции. Команда создала покрытие, которое меняет свою реакцию на воду в ...
30.01.23 13:27
0
0
Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

Астрономы нашли редкую каменистую планету, пригодную для поиска признаков жизни

На недавно открытой экзопланете стоит поискать признаки жизни. Анализ, проведенный группой ученых, описывает планету, которая вращается вокруг красного карлика Wolf 1069 в обитаемой зоне.

В эту зону входят расстояния вокруг звезды, на которых на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Кроме того, масса планеты Wolf 1069 b похожа на массу Земли. Весьма вероятно, что она представляет собой каменистую планету, которая также может иметь атмосферу. Это делает планету одной из немногих перспективных целей для поиска признаков благоприятных для жизни условий и биосигнатур. Ко...
04.02.23 09:28
0
1
Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Телескоп Уэбба запечатлел раннее образование галактики

Астрономы из Центра космического рассвета (DAWN) раскрыли природу самой плотной области галактик, наблюдаемой космическим телескопом Джеймса Уэбба в ранней Вселенной.

Ученые считают, что это прародитель массивной галактики, похожей на Млечный Путь, наблюдаемой в то время, когда она все еще собиралась из более мелких галактик. Открытие подтверждает наше понимание того, как формируются галактики. Согласно нынешнему пониманию формирования структур во Вселенной, галактики формируются иерархическим образом, при этом небольшие структуры формируются сначала в очень р...
01.02.23 13:31
0
0
Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Молекулярные облака продлевают себе жизнь, постоянно собирая себя заново

Астрономы недавно обнаружили, что гигантские облака молекулярного водорода, место рождения звезд, могут жить десятки миллионов лет, так как отдельные молекулы постоянно разрушаются и собираются заново. Это новое исследование помогает внести важный вклад в понимание общей картины того, как рождаются звезды.

Чтобы создать звезды, сначала нужны гигантские облака молекулярного газообразного водорода. Это резервуары, которые могут подвергнуться катастрофическому коллапсу. При этом могут появиться сразу десятки и даже сотни звезд. Без резервуаров газа невозможно создать звезды, поэтому астрономов особенно интересует, как ведут себя эти облака. Эволюция облаков в галактической среде может рассказать об ист...
31.01.23 08:45
0
0
Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты раскрывают вероятное происхождение летучих химических веществ Земли

Метеориты рассказали исследователям о вероятном далеком происхождении летучих химических веществ Земли, некоторые из которых составляют строительные кирпичики жизни.

Они обнаружили, что около половины земных запасов летучего элемента цинка приходится на астероиды, происходящие из внешней части Солнечной системы — части за поясом астероидов, который включает планеты Юпитер, Сатурн и Уран. Предполагается, что из этого материала были получены и другие важные летучие вещества, такие как вода. Летучие вещества — это элементы или соединения, которые переходят из тв...
28.01.23 14:04
0