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!
1
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
0
ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

ВВС США успешно запустили гиперзвуковую ракету с четвертой попытки

Это был четвертый раз, когда ВВС США успешно запустили свое гиперзвуковое оружие быстрого реагирования (ARRW) AGM-183A с борта B-52H Stratofortress 14 мая 2022 года у побережья Южной Калифорнии после трех неудач.

Общий рост международной напряженности привел к тому, что гонка вооружений по созданию практических гиперзвуковых ракет набирает обороты, особенно в Соединенных Штатах, которые ранее больше концентрировались на исследованиях, чем на развертывании. В этом нет ничего удивительного, потому что гиперзвуковое оружие изменит правила игры и изменит ход войны так, как не наблюдалось со времен разработки ...
18.05.22 17:01
0
0
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
0
Тефлоновая опреснительная мембрана быстро очищает воду

Тефлоновая опреснительная мембрана быстро очищает воду

Инженеры Токийского университета разработали новый тип опреснительной мембраны, которая работает быстрее и требует меньшего давления и энергии, чем существующие технологии.

Новая мембрана состоит из ряда наноразмерных трубок, облицованных материалом на основе тефлона, который отталкивает соли, позволяя воде проходить с небольшим трением. Многие регионы мира сталкиваются с нехваткой чистой питьевой воды, и с изменением климата эта проблема будет только усугубляться. Опреснение солоноватой или морской воды жизненно важно, и в работах нет недостатка в творческих устрой...
17.05.22 15:03
0
1
Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Инженеры изучают данные телеметрии Вояджера-1

Пока космический корабль НАСА Вояджер-1 продолжает передавать научные данные и в остальном работает в обычном режиме, команда миссии ищет источник проблемы с системными данными.

Команда инженеров космического корабля пытается разгадать загадку: межзвездный исследователь работает нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные. Но показания системы артикуляции и управления ориентацией зонда (AACS) не отражают того, что на самом деле происходит на борту. AACS контролирует ориентацию 45-летнего Вояджера. Помимо других задач, он ...
19.05.22 17:28
0
0
Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Исследователи используют галактику как «космический телескоп» для изучения сердца молодой Вселенной

Уникальный новый инструмент в сочетании с мощным телескопом и небольшой помощью природы дал исследователям возможность заглянуть в галактические ясли в сердце молодой Вселенной.

После Большого взрыва около 13,8 миллиардов лет назад ранняя Вселенная была заполнена огромными облаками нейтрального диффузного газа, известными как затухающие альфа-системы Лаймана, или DLA. Эти DLA служили галактическими питомниками, поскольку газы внутри медленно конденсировались, подпитывая формирование звезд и галактик. Их все еще можно наблюдать сегодня, но это непросто.«DLA — это ключ к по...
18.05.22 16:52
0
0
Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Сандия разрабатывает микросети для питания будущей лунной базы

Чтобы не отключать свет на лунном аванпосте НАСА Artemis, Национальные лаборатории Сандия разрабатывает электрические микросети для управления распределением энергии от мини-ядерных реакторов лунной базы к различным жилым и вспомогательным объектам.

Стремление НАСА установить постоянное присутствие человека на Луне в качестве репетиции возможной миссии с экипажем на Марс ставит огромные инженерные задачи, из-за которых строительство Международной космической станции (МКС) выглядит как возведение сарая. Мало того, что лунная база будет в тысячу раз дальше от Земли, чем космическая лаборатория, это также потребует совершенно нового подхода к ре...
16.05.22 14:59
0
0
Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Ученые-планетологи предлагают решение парадокса Ферми: сверхлинейное масштабирование, ведущее к сингулярности

Пара исследователей из Института науки Карнеги и Калифорнийского технологического института разработали возможное решение парадокса Ферми.

В статье, опубликованной в Journal of the Royal Society Interface, Майкл Вонг и Стюарт Бартлетт предполагают, что причина того, что нас не посетили инопланетяне с других планет, заключается в сверхлинейном масштабировании, которое приводит к сингулярности. Несколько лет назад физик Энрико Ферми спросил коллегу, почему инопланетяне из космоса не посетили Землю. Они отметили, что из-за огромных раз...
13.05.22 15:37
0