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
Искусственный интеллект помогает НАСА точнее рассматривать Солнце

Искусственный интеллект помогает НАСА точнее рассматривать Солнце

Группа исследователей использует методы искусственного интеллекта для калибровки некоторых изображений Солнца, помогая улучшить данные, которые ученые используют для исследований Солнца.

У солнечного телескопа тяжелая работа. Рассмотрение Солнца наносит тяжелый урон, с постоянной атакой нескончаемым потоком солнечных частиц и интенсивным солнечным светом. Со временем чувствительные линзы и сенсоры солнечных телескопов начинают разрушаться. Чтобы гарантировать точность данных, отправляемых такими инструментами, ученые периодически проводят повторную калибровку, чтобы понять, как ме...
25.07.21 13:32
0
0
Астрономы впервые четко обнаружили диск формирующейся луны вокруг экзопланеты

Астрономы впервые четко обнаружили диск формирующейся луны вокруг экзопланеты

Используя Атакамскую большую [антенну] решётку миллиметрового диапазона (ALMA), астрономы впервые однозначно обнаружили присутствие диска вокруг планеты за пределами Солнечной системы. Наблюдения прольют новый свет на образование лун и планет в молодых звездных системах.

«Наша работа представляет собой четкое обнаружение диска, в котором могут формироваться спутники», - говорит Мириам Бенисти, исследователь из Университета Гренобля, Франция, и Университета Чили, возглавлявшая новое исследование. «Наши наблюдения ALMA были получены с таким прекрасным разрешением, что мы смогли четко определить, что диск связан с планетой, и впервые смогли вычислить его размер». Ра...
23.07.21 11:21
0
0
Марсоход Perseverance готовится подобрать первый образец

Марсоход Perseverance готовится подобрать первый образец

НАСА завершает подготовку марсохода Perseverance к сбору первого в истории образца марсианской породы, который в будущих запланированных миссиях доставят на Землю.

Шестиколесный ровер ищет интересную с научной точки зрения цель в кратере Езеро. Ожидается, что эта важная часть миссии начнется в течение следующих двух недель. 18 февраля Perseverance приземлился в кратере Езеро, и 1 июня НАСА начало научную фазу миссии, исследуя участок дна кратера площадью 4 квадратных километра, который может содержать самые глубокие и самые древние слои обнаженной коренной ...
22.07.21 11:32
0
0
Джефф Безос побывал в космосе

Джефф Безос побывал в космосе

Самый богатый человек по версии Forbes Джефф Безос провел несколько минут за пределами атмосферы планеты во вторник во время первой пилотируемой космической миссии Blue Origin - момент прорыва для сектора космического туризма, который после многих лет задержек теперь готов к старту.

Безупречный 10-минутный прыжок с базы в западном Техасе за линию Кармана (признанная граница начала космоса) и обратно на поверхность для плавной посадки в пустыне привел к появлению четырех новых астронавтов, включая самого старого и самого молодого. Позже Безос сказал, что, как и те, кто был до него, он был «поражен и потрясен Землей и ее красотой, но также и ее хрупкостью». «Одно дело признат...
21.07.21 16:01
0
0
Искусственный интеллект помогает НАСА точнее рассматривать Солнце

Искусственный интеллект помогает НАСА точнее рассматривать Солнце

Группа исследователей использует методы искусственного интеллекта для калибровки некоторых изображений Солнца, помогая улучшить данные, которые ученые используют для исследований Солнца.

У солнечного телескопа тяжелая работа. Рассмотрение Солнца наносит тяжелый урон, с постоянной атакой нескончаемым потоком солнечных частиц и интенсивным солнечным светом. Со временем чувствительные линзы и сенсоры солнечных телескопов начинают разрушаться. Чтобы гарантировать точность данных, отправляемых такими инструментами, ученые периодически проводят повторную калибровку, чтобы понять, как ме...
25.07.21 13:32
0
0
Астрономы впервые четко обнаружили диск формирующейся луны вокруг экзопланеты

Астрономы впервые четко обнаружили диск формирующейся луны вокруг экзопланеты

Используя Атакамскую большую [антенну] решётку миллиметрового диапазона (ALMA), астрономы впервые однозначно обнаружили присутствие диска вокруг планеты за пределами Солнечной системы. Наблюдения прольют новый свет на образование лун и планет в молодых звездных системах.

«Наша работа представляет собой четкое обнаружение диска, в котором могут формироваться спутники», - говорит Мириам Бенисти, исследователь из Университета Гренобля, Франция, и Университета Чили, возглавлявшая новое исследование. «Наши наблюдения ALMA были получены с таким прекрасным разрешением, что мы смогли четко определить, что диск связан с планетой, и впервые смогли вычислить его размер». Ра...
23.07.21 11:21
0
0
Марсоход Perseverance готовится подобрать первый образец

Марсоход Perseverance готовится подобрать первый образец

НАСА завершает подготовку марсохода Perseverance к сбору первого в истории образца марсианской породы, который в будущих запланированных миссиях доставят на Землю.

Шестиколесный ровер ищет интересную с научной точки зрения цель в кратере Езеро. Ожидается, что эта важная часть миссии начнется в течение следующих двух недель. 18 февраля Perseverance приземлился в кратере Езеро, и 1 июня НАСА начало научную фазу миссии, исследуя участок дна кратера площадью 4 квадратных километра, который может содержать самые глубокие и самые древние слои обнаженной коренной ...
22.07.21 11:32
0
0
Джефф Безос побывал в космосе

Джефф Безос побывал в космосе

Самый богатый человек по версии Forbes Джефф Безос провел несколько минут за пределами атмосферы планеты во вторник во время первой пилотируемой космической миссии Blue Origin - момент прорыва для сектора космического туризма, который после многих лет задержек теперь готов к старту.

Безупречный 10-минутный прыжок с базы в западном Техасе за линию Кармана (признанная граница начала космоса) и обратно на поверхность для плавной посадки в пустыне привел к появлению четырех новых астронавтов, включая самого старого и самого молодого. Позже Безос сказал, что, как и те, кто был до него, он был «поражен и потрясен Землей и ее красотой, но также и ее хрупкостью». «Одно дело признат...
21.07.21 16:01
0