Огромные чёрные дыры всегда притягивают к себе внимание благодаря своим размерам, однако сложно понять, как им удаётся набрать такую массу за сравнительно небольшой промежуток времени. Судя по всему, разгадка была только что найдена, поскольку астрономы открыли пару объектов, которые объясняют, как сверхмассивные чёрные дыры появляются во Вселенной.

Есть разные причудливые теории о том, как гигантские объекты формируются всего за 500 миллионов лет после Большого взрыва. К примеру, одна из них постулирует, что такие чёрные дыры уже были в прошлом цикле Вселенной и просто перенеслись в текущий. Однако наиболее правдоподобной пока что остаётся гипотеза о том, что плотные скопления газа сливаются друг с другом, и астрономы нашли этому подтверждение.

Находку скрывала система галактик ZS7, в которой есть активное ядро, то есть поглощающая материю чёрная дыра. Тем не менее, рядом с этой чёрной дырой, в пределах 620 парсек, были обнаружены признаки ещё одного активного ядра галактики. Изучив кинематику этого объекта, в том числе при помощи данных с телескопа «Джеймс Уэбб», учёные сделали вывод, что это две чёрные дыры, которые находятся рядом друг с другом.

Масса первого ядра составляет около 50 миллионов масс Солнца, а второе ядро поменьше, но его точную массу тяжело рассчитать из-за того, что оно скрыто газопылевым облаком. Что интересно, неподалёку от этих чёрных дыр астрономы зафиксировали ещё три тусклых объекта, которые указывают на то, что мы наблюдаем стадию образования крупной галактической системы, причём всего через 740 миллионов лет после Большого взрыва. В конечном счёте должна образоваться устойчивая пара чёрных дыр, которая через 100-200 миллионов лет сольётся в единое галактическое ядро.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Спустя 100 лет астрономы наконец подтвердили одну из теорий Альберта Эйнштейна о природе чёрных дыр, которую великий учёный озвучивал ещё в 1915 году. Хотя в те годы люди могли только догадываться о существовании таких объектов, общая теория относительности Эйнштейна постулировала, что у чёрных дыр есть «область погружения», — точка, где материя перестаёт вращаться вокруг чёрной дыры и падает внутрь.

Теперь исследователи из Оксфордского университета подтвердили слова легендарного физика, зафиксировав исчезновение материи через эту странную границу при помощи рентгеновского телескопа NuSTAR. Эта область не только существует, но и содержит одну из самых мощных гравитационных сил во Вселенной, которая заставляет плазму вытягиваться на спиральной орбите, где она сжимается в светящееся кольцо.

Здесь начинается самое интересное: согласно Ньютону, эта материя должна продолжать вращаться по искривлённой траектории, пока она не встретится с горизонтом событий. Однако, согласно расчётам Эйнштейна, гравитационные силы вокруг чёрной дыры настолько мощны, что частицы, притянутые ими, просто падают прямо в неё.

Учёные сравнили это зрелище с рекой, которая превращается в водопад: как только материя достигает аккреционного диска, она разрывается и ныряет в тёмную бездну, ускоряясь до скорости света. Именно это увидели астрономы, когда изучали чёрную дыру в двойной системе MAXI J1820 + 070, которая находится в 10 000 световых годах от Земли. А это означает, что Эйнштейн был прав. Однако вместе с тем данная находка также поднимает новые вопросы о природе пространства-времени, поскольку такие области погружения — одни из самых экстремальных областей пространства во Вселенной.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Если вы мечтаете полететь в чёрную дыру, но перспектива превращения в плазму вас не прельщает, видеоролик от NASA может удовлетворить ваш интерес. Попытка повторить такое в реальной жизни закончится спагеттификацией — это официальный астрофизический термин, обозначающий сильное растяжение объектов.

Новая визуализация позволяет заглянуть в чёрную дыру без таких мрачных последствий, причём в финале зритель окунается за горизонт событий — точку невозврата, отделяющую чёрную дыру от остальной части Вселенной. Как только объект пересекает этот порог, ничто, даже свет, уже не может избежать гравитационного притяжения чёрной дыры.

Рассматриваемый в видеоролике объект напоминает Стрелец А*, сверхмассивную чёрную дыру в центре Млечного Пути. Она весит в 4,3 миллиона раз больше массы нашего Солнца, а её горизонт событий простирается на 25 километров в поперечнике. Суперкомпьютер хорошо смоделировал ярко-оранжевый аккреционный диск, вращающийся вокруг этого монстра, а также более тонкую фотонную сферу, которая формируется ближе к горизонту событий.

Применительно к таким большим чёрным дырам, наилучшим исходом будет упасть за горизонт событий, поскольку приливные силы просто разрывают любые приближающиеся объекты. Однако, если бы вы действительно смогли так облететь чёрную дыру, избежав спагеттификации, ваше восприятие времени тоже изменилось бы, поскольку время здесь замедляется. Таким образом, обратно из этого путешествия вы бы вернулись моложе, как в фильме «Интерстеллар».

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Астрономы при помощи телескопа Gaia обнаружили огромную чёрную дыру в нашей галактике, которая получила название Gaia-BH3. Её масса оказалась в 33 раза больше массы Солнца, и её затмевают только сверхмассивные чёрные дыры, образовавшиеся в результате слияния. Учёные из Университетского колледжа Лондона нашли этот объект в двойной системе благодаря странному поведению звезды-спутника.

Находка расположена примерно в 2000 световых годах от Земли, а это означает, что с астрономической точки зрения она находится чрезвычайно близко к нам. Обычно чёрные дыры находят по свечению горячего материала, который вращается вокруг них и падает внутрь. Однако Gaia-BH3 находится в состоянии покоя, то есть не поглощает никакой материал, поэтому астрономы обнаружили её, заметив странное движение звезды, которая вращалась вокруг участка пустого пространства.

Колебания этой звезды измерялись в течение нескольких лет, и в итоге данные подтвердили, что сама звезда тоже не совсем обычная, поскольку она состоит из водорода и гелия, но без примеси более тяжёлых элементов. Обычно такими «лёгкими» бывают первые поколения звёзд, поэтому исследователи предполагают, что обнаруженная чёрная дыра также образовалась из примитивных объектов. Это объясняет её гигантские размеры и то, почему она развивалась нестандартно.

Астрономы подчёркивают, что обнаружение такой массивной чёрной дыры не было полной неожиданностью, поскольку учёные уже давно ищут гравитационные волны, похожие на рябь в пространстве-времени. Судя по измерениям этих гравитационных волн, исследователи уже ожидали увидеть такие объекты в Млечном пути, хотя до сих пор этого не происходило.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

В центре нашей галактики есть сверхмассивная чёрная дыра Стрелец А* (Sgr A*), которую давно пытаются рассмотреть в разные телескопы учёные со всего мира. Однако благодаря сети обсерваторий, работающих как один гигантский телескоп под названием «Телескоп горизонта событий» (EHT), у астрономов наконец получилось заснять вихревые магнитные поля вокруг нашей чёрной дыры.

Ещё в 2022 году был сделан первый снимок Стрельца А*, на котором был виден свет, исходящий от вращающейся горячей плазмы, однако он получился смазанным. Теперь же исследователи из Университетского колледжа Лондона измерили, как поляризован этот свет, изучив направление и силу магнитного поля вокруг Стрельца А*.

Плазма вокруг сверхмассивной чёрной дыры состоит из заряженных частиц, а вращение этих частиц создаёт поляризацию света. Измерение поляризации позволило понять, как именно магнитное поле обволакивает сверхмассивную черную дыру. К счастью, наш Стрелец А* оказался довольно спокойной и тихой чёрной дырой.

Однако при этом Стрелец А* удивительно похож на М87* — первую чёрную дыру, которая попала в объектив EHT. Учитывая, что М87* в 1500 раз массивнее, чем Стрелец А*, это позволяет предположить, что сверхмассивные чёрные дыры похожи друг на друга, невзирая на разницу в их размерах. Тем не менее, между этими чёрными дырами всё же есть ключевое различие: со стороны Стрельца А* нет видимых струй высокой энергии, в отличие от М87*.

Впрочем, астрономы считают, что джеты в нашей галактике всё равно есть, просто они могут быть скрытыми. На это указывают и пузыри Ферми — громадные сферы плазмы, окружающие Млечный Путь. Команда надеется сделать ещё больше изображений Стрельца А*, поскольку они очень важны для понимания природы магнитного поля. А если учесть, что магнитные поля являются основой всего в галактике, эти исследования имеют фундаментальное значение для астрофизики.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Квазар в 500 триллионов раз ярче Солнца получил звание самого яркого известного объекта во Вселенной. Судя по всему, этот объект питается сверхмассивной чёрной дырой, выделяя энергию в виде электромагнитного излучения. Впервые астрономы из Австралийского национального университета обнаружили этот квазар под названием J0529-4351 в 2922 году, а после наблюдений за ним с Очень Большого Телескопа они поняли, что это самый яркий объект во Вселенной.

Чтобы это установить, учёные использовали спектрометр для анализа света, исходящего от объекта. Как показали данные с его аккреционного диска, состоящего из материи чёрной дыры и газа, J0529-4351 является самой быстрорастущей чёрной дырой во Вселенной, поглощающей больше Солнца в день. Масса этой чёрной дыры составляет от 5 до 50 миллиардов солнечных масс.

Аккреционный диск квазара самый широкий из известных, его диаметр составляет целых 7 световых лет. Благодаря этому астрономы смогли получить изображение чёрной дыры напрямую и предположить её массу. Первооткрыватели считают, что у них достаточно информации, чтобы точно рассчитать скорость питания этого монстра.

Этот объект оставался незамеченным до сих пор, поскольку ИИ, просматривающие небо при помощи космического телескопа Gaia, были обучены на известных квазарах и не распознали что-то, что так сильно отличалось от других примеров. Однако астроном-человек с первого взгляда узнал квазар и его красное смещение.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах