Черная дыра самая близкая к земле
Астрономы нашли ближайшую к Земле черную дыру
Cхема системы HR 6819. Орбиты звезд показаны голубыми линиями, а черной дыры — красной линией.
Астрономы обнаружили самого близкого кандидата в черные дыры звездных масс, который входит в тройную систему звезд, видимую невооруженным глазом в южном полушарии Земли. Нижний предел массы этой черной дыры оценивается в 4,2 масс Солнца, а расстояние до системы — в одну тысячу световых лет. Статья опубликована в журнале Astronomy&Astrophysics, кратко о работе рассказывается на сайте Европейской южной обсерватории.
Существование черных дыр, как области пространства-времени, которую из-за сильной гравитации не может покинуть даже фотон, было предсказано более ста лет назад в рамках Общей теории относительности. Долгое время астрономы имели только косвенные доказательства их существования, такие как сильное гравитационное влияние на другие тела, обнаружение релятивистских джетов в далеких галактиках или наблюдения за яркими аккреционными дисками в двойных системах. Лишь недавно, благодаря развитию методик наблюдений и обработки данных, ученые смогли получить прямое свидетельство реальности подобных тел во Вселенной в виде тени черной дыры в центре активной галактики M87, а также неоднократно регистрировали гравитационные волны от слияния черных дыр и впервые подтвердили предсказываемые теорией относительности особенности движения звезды в сильном гравитационном поле вблизи сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
До недавнего времени самой близкой к Земле известной черной дырой считался один из компонентов рентгеновской двойной A0620-00, расположенной на расстоянии трех тысяч световых лет от нас в созвездии Единорога. Теперь группа астрономов во главе с Томасом Ривиниусом (Thomas Rivinius) из Европейской южной обсерватории сообщила об обнаружении еще более близкой черной дыры в тройной звездной системе HR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет. Система видна невооруженным глазом в южном созвездии Телескопа в ясную безлунную ночь.
Открытие было сделано в ходе изучения системы при помощи спектрографа FEROS (Fibre Extended Range Optical Spectrograph), установленного на 2,2-метровом телескопе MPG в обсерватории Ла-Силья в Чили. HR 6819 состоит из Ве-звезды, которая находится на широкой орбите вокруг тесной пары из звезды типа B3 III и невидимого компаньона на круговой орбите. Период обращения тесной двойной составляет 40 земных дней. Полуамплитуда лучевой скорости внутренней звезды равна 61,3 километрам в секунду, что, вместе с оценкой ее минимальной массы в 6,3 массы Солнца, дает нижний порог массы невидимого тела в 4,2 массы Солнца. Это означает, что перед нами черная дыра звездной массы, которая не поглощает в данный момент вещество.
Ученые считают, что это открытие послужит толчком для поиска других «тихих» черных дыр. Если учесть, что около двадцати процентов всех звезд раннего типа являются тройными системами, и одна сотая процента из них имеют структуру системы, аналогичную HR 6819, то расхождение между ожидаемым и наблюдаемым количеством черных дыр в галактике может уменьшиться на несколько порядков, если эти черные дыры будут найдены в таких системах. Кроме того, в системах с конфигурацией, похожей на HR 6819, могут происходить слияния двух черных дыр, что вызовет всплеск гравитационных волн, который можно зарегистрировать.
Увидеть «тень» черной дыры и заглянуть в недра квазаров астрономам помог метод радиоинтерферометрии со сверхдлинной базой, одним из создателей которого является астрофизик Николай Семенович Кардашев, об открытиях которого можно узнать из нашего материала «Создатель «РадиоАстрона»».
Найдена самая близкая к Земле черная дыра: она опасна?
Астрономам удалось обнаружить новую черную дыру, которая находится ближе всего к Земле. Расстояние между этой черной дырой и Солнечной системой составляет одну тысячу световых лет. Ранее самая близкая к нашей планете черная дыра была найдена на расстоянии в три тысячи световых дет, то есть новый объект оказался в три раза ближе. Минимальная масса этой черной дыры превышает массу Солнца в 4,2 раза. Может ли новый найденный объект представлять опасность для Земли, даже находясь на таком большом расстоянии?
Новая черная дыра в три раза ближе к Земле
Самая близкая к Земле черная дыра
В статье, опубликованной в журнале Astronomy&Astrophysics, ученые рассказали подробнее о своей находке. Самая близкая к Земле черная дыра находится в тройной звездной системе HR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет.
1 световой год – расстояние, которое свет может преодолеть за один календарный год, что примерно равно 10 триллионам километров
Причем для того, чтобы ее увидеть, не обязательно иметь большую обсерваторию: в ясную безлунную ночь звездную систему можно найти в южном созвездии Телескопа.
Синим цветом изображены орбиты звезд из системы, красным — орбита черной дыры
Исследование черной дыры, конечно же, происходило с помощью специальных приборов и 2-метрового телескопа в обсерватории Ла-Силья в Чили. С его помощью астрономы узнали, что система состоит из двух звезд и еще одного невидимого объекта. Они пришли к выводу, что это «спящая» черная дыра, которая в данный момент не потребляет вещество. Поскольку она все равно находится довольно далеко от Солнечной системы, она не представляет опасность для Земли и других планет.
По словам ученых, открытие поможет им еще лучше искать другие «спящие» или «тихие» черные дыры. Они будут наблюдать за системами, аналогичными HR 6819, чтобы найти остальные похожие объекты. Не забывая при этом про наблюдения за всплеском гравитационных волн, который регистрируется каждый раз после слияния черных дыр.
Путешествие от созвездия Телескопа к звездной системе HR 6819
Какие бывают черные дыры
Существует два типа черных дыр: сверхмассивные черные дыры в сердце каждой галактики и черные дыры звездной массы, которые образуются после смерти массивных звезд (сверхновых). Именно последнюю и удалось обнаружить ученым в звездной системе HR 6819. Поскольку черная дыра полностью невидима, единственный способ узнать, что там действительно есть черная дыра, это подобраться достаточно близко, чтобы увидеть, как искривляется фоновый свет. Это и удалось сделать астрономам.
Сверхмассивные черные дыры далеко и угрозы для нас не представляют. В центре каждой галактики во Вселенной есть одна такая дыра. И в Млечном Пути есть, в 27 000 световых годах от нас. В Андромеде есть — в 2,5 миллиона световых лет и так далее. А вот черные дыры, которые образуются после смерти массивных звезд, действительно опасны.
Проблема в том, что пока что астрономы могут найти черные дыры только если они расположены в паре со звездой. Они видят «тень» от черной дыры или соответствующее гравитационное кольцо вокруг звезды, которое она вызывает. Реальность в том, что лишь небольшая часть черных дыр входит в такие звездные системы, и пока это наш единственный способ их обнаружить. Вероятнее всего, поблизости есть намного больше черных дыр, которые астрономы пока не смогли найти. А в падении в черную дыру нет ничего романтичного.
Есть теория, что черные дыры могут оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время.
Солнечная система существует уже более 4,5 миллиарда лет, и все это время планеты чувствовали себя прекрасно, никто им не мешал. Даже если бы черная дыра прошла мимо Солнечной системы в нескольких десятках световых лет, она бы существенно сместила орбиты, и жизни уже бы не было, так что никто бы не отметил этого факта и не написал о нем в нашем Telegram-чате. Однако неопределенность не может не пугать. Ведь еще 4 года назад астрономы считали, что ближайшая черная дыра в трех тысячах световых лет от Земли, а теперь получается, что в три раза ближе. Кто знает, может скоро они найдут еще одну черную дыру на расстоянии 500 или 100 световых лет? Что будет тогда?
Не так давно Любовь Соковикова подробно разобрала вопрос о том, что произойдет, если рядом с Землей появится черная дыра. Суть в том, что сторону планеты, которая находится ближе к черной дыре, будет притягивать намного сильнее. Согласно самым невероятным гипотезам, в итоге черная дыра может либо уничтожить все живое, либо может переместить нас в другую часть Вселенной или в другую Вселенную. Точно пока не узнаем, прецедентов пока не было (и хорошо!).
Уничтожить черную дыру невозможно. Все, что вы попытаетесь сделать с ней, лишь сделает ее больше, сильнее, злее. Это воистину Вселенское зло. Остается только ждать миллиарды лет, пока она не испарится. Может и не стоит искать их вовсе?
В космосе обнаружен «Единорог» – ближайшая к Земле черная дыра
Насколько маленькой может быть черная дыра? На протяжении нескольких десятилетий астрономы пытались ответить на этот вопрос, подсчитывая космических монстров в нашем уголке Вселенной. Прошедшие годы оказались богаты на научные открытия – исследователям удалось обнаружить множество черных дыр разных размеров, включая сверхмассивного монстра в самом сердце Млечного Пути. Интересно, что до недавнего времени астрономы не наблюдали никаких признаков существования маленьких черных дыр. Это – давняя загадка в астрофизике. Теперь же ученым удалось обнаружить черную дыру, масса которой всего в три раза превышает массу нашего Солнца, что делает ее одной из самых маленьких черных дыр, обнаруженных на сегодняшний день. Но самое примечательное, пожалуй, заключается в том, что новая черная дыра, получившая неофициальное название «Единорог», также является ближайшим к нашей планете подобным объектом. Согласно полученным в ходе работы данным, «Единорог» расположилась всего в 1500 световых годах от Земли.
Астрономы Университета штата Огайо обнаружили самую близкую к Земле черную дыру. Ее назвали Единорогом отчасти из-за миниатюрных размеров.
В поисках невидимого
Поскольку никакой свет не может вырваться из черной дыры, обнаружить эти объекты можно только косвенными способами. Так, большинство известных черных дыр были обнаружены в результате поиска рентгеновских лучей, испускаемых, когда невидимый объект отрывает материал от орбитальной звезды-компаньона – когда этот материал нагревается в плотном кольце вокруг черной дыры (аккреционный диск), он испускает излучение, которое можно обнаружить с помощью рентгеновских телескопов. Единорога, однако, нашли другим способом.
Исследователи из Университета штата Огайо целенаправленно искали звезды, обращающиеся вокруг чего-то невидимого и массивного. Их внимание в конечном итоге привлекла звезда 2MASS J05215658+4359220 из класса красных гигантов в созвездии Возничего. Авторы исследования, опубликованного в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, использовали данные ряда обсерваторий для измерения периодических изменений яркости и спектра света, исходящего от красного гиганта под сокращенным названием V723 Mon. Интересно, что эти типы наблюдений использовались в течение нескольких десятилетий для поиска экзопланет, обнаружить которые чрезвычайно трудно.
Внимательно изучая красного гиганта, ученые пришли к выводу, что его притягивает невидимый объект-компаньон, искажая звезду в форме капли дождя. Как можно догадаться, компаньоном оказался «единорог», массу которого исследователи оценили примерно в 3,3 солнечной. Следует также отметить, что полученные данные дают совокупную массу обоих объектов, и если звезда тяжелее, чем оценка команды, вполне возможно, что невидимый объект является нейтронной звездой. Но авторы научной работы считают, что спутник, скорее всего, представляет собой небольшую черную дыру.
Так выглядит черная дыра в анимации NASA.
Хотя единорог меняет форму красного гиганта, он не стягивает с него материал. Это означает, что у него нет аккреционного диска и, следовательно, нет рентгеновских лучей, поэтому он до сих пор оставался незамеченным. Отсутствие рентгеновского излучения в таких «тихих» черных дырах может объяснить их отсутствие на карте Вселенной.
Интересно, что до открытия единорога было выдвинуто несколько других кандидатов на черные дыры небольшого размера. Как пишет National Geographics, в 2019 году та же команда объявила, что обнаружила темный объект, вращающийся вокруг гигантской звезды, однако оценки массы объекта были менее точными, и они смогли только сделать вывод, что это была «либо черная дыра, либо неожиданно массивная нейтронная звезда».
В прошлом году другая группа астрономов обнаружила то, что, по их мнению, было тройной системой, примерно в 1100 световых годах от Земли, содержащей черную дыру с массой около четырех солнечных масс, вращающуюся вокруг двух звезд. Если бы система действительно содержала черную дыру, она была бы самой близкой к Земле, но другие исследования поставили под сомнение это открытие.
Хотите всегда быть в курсе последних новостей из мира науки и высоких технологий? Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram, чтобы не пропустить ничего интересного!
Коллапс в пространстве-времени
Астрономы надеются, что единорог и другие подобные объекты прольют свет на физику, которая управляет образованием как черных дыр, так и нейтронных звезд. Напомним, оба объекта образуются, когда звезда достигает конца своей жизни, исчерпывая запасы ядерного топлива. Но то, какая судьба ожидает любую отдельную звезду, зависит от ее массы.
Если звезда немного больше нашего Солнца, она взрывается в результате вспышки сверхновой. Остальная часть звезды сжимается гравитацией, образуя нейтронную звезду – объект настолько плотный, что материал упакован вместе так же плотно, как атомное ядро. Но если объект намного тяжелее, то он разрушается под действием силы тяжести, создавая черную дыру.
Несмотря на то, что звезда, возможно, прожила десять миллионов лет, этот финал разыгрывается с невероятной скоростью. «В промежутке от одной до пяти секунд звезда «решает», взорвется ли она как сверхновая и произведет нейтронную звезду, или она схлопнется и сформирует черную дыру», – отмечают авторы нового исследования.
Вполне возможно, что Вселенную населяют маленькие черные дыры.
«Наше открытие подразумевает, что на просторах Вселенной существует много маленьких черных дыр, которые мы могли бы найти, если бы увеличили область поисков», – сообщил Таринду Джаясингхе, астроном из Университета Огайо и ведущий автора исследования в ходе пресс-релиза.
Изучая единорога и другие подобные ему объекты, в будущем исследователи надеются получить более ясную картину того, что происходит со звездами в последние моменты их жизни. Более того, по мере поступления новых данных астрономы надеются узнать, указывает ли нехватка маленьких черных дыр на какой—то новый аспект физики звезд или же небольшие черные дыры действительно разбросаны по всей галактике, а мы просто не можем их сосчитать.
Найдена самая близкая к Земле черная дыра: она опасна?
Астрономам удалось обнаружить новую черную дыру, которая находится ближе всего к Земле. Расстояние между этой черной дырой и Солнечной системой составляет одну тысячу световых лет. Ранее самая близкая к нашей планете черная дыра была найдена на расстоянии в три тысячи световых дет, то есть новый объект оказался в три раза ближе. Минимальная масса этой черной дыры превышает массу Солнца в 4,2 раза. Может ли новый найденный объект представлять опасность для Земли, даже находясь на таком большом расстоянии?
Новая черная дыра в три раза ближе к Земле
Самая близкая к Земле черная дыра
В статье, опубликованной в журнале Astronomy&Astrophysics, ученые рассказали подробнее о своей находке. Самая близкая к Земле черная дыра находится в тройной звездной системе HR 6819, которая удалена от Солнца на тысячу световых лет.
1 световой год – расстояние, которое свет может преодолеть за один календарный год, что примерно равно 10 триллионам километров
Причем для того, чтобы ее увидеть, не обязательно иметь большую обсерваторию: в ясную безлунную ночь звездную систему можно найти в южном созвездии Телескопа.
Синим цветом изображены орбиты звезд из системы, красным — орбита черной дыры
Исследование черной дыры, конечно же, происходило с помощью специальных приборов и 2-метрового телескопа в обсерватории Ла-Силья в Чили. С его помощью астрономы узнали, что система состоит из двух звезд и еще одного невидимого объекта. Они пришли к выводу, что это «спящая» черная дыра, которая в данный момент не потребляет вещество. Поскольку она все равно находится довольно далеко от Солнечной системы, она не представляет опасность для Земли и других планет.
По словам ученых, открытие поможет им еще лучше искать другие «спящие» или «тихие» черные дыры. Они будут наблюдать за системами, аналогичными HR 6819, чтобы найти остальные похожие объекты. Не забывая при этом про наблюдения за всплеском гравитационных волн, который регистрируется каждый раз после слияния черных дыр.
Путешествие от созвездия Телескопа к звездной системе HR 6819
Какие бывают черные дыры
Существует два типа черных дыр: сверхмассивные черные дыры в сердце каждой галактики и черные дыры звездной массы, которые образуются после смерти массивных звезд (сверхновых). Именно последнюю и удалось обнаружить ученым в звездной системе HR 6819. Поскольку черная дыра полностью невидима, единственный способ узнать, что там действительно есть черная дыра, это подобраться достаточно близко, чтобы увидеть, как искривляется фоновый свет. Это и удалось сделать астрономам.
Сверхмассивные черные дыры далеко и угрозы для нас не представляют. В центре каждой галактики во Вселенной есть одна такая дыра. И в Млечном Пути есть, в 27 000 световых годах от нас. В Андромеде есть — в 2,5 миллиона световых лет и так далее. А вот черные дыры, которые образуются после смерти массивных звезд, действительно опасны.
Проблема в том, что пока что астрономы могут найти черные дыры только если они расположены в паре со звездой. Они видят «тень» от черной дыры или соответствующее гравитационное кольцо вокруг звезды, которое она вызывает. Реальность в том, что лишь небольшая часть черных дыр входит в такие звездные системы, и пока это наш единственный способ их обнаружить. Вероятнее всего, поблизости есть намного больше черных дыр, которые астрономы пока не смогли найти. А в падении в черную дыру нет ничего романтичного.
Есть теория, что черные дыры могут оказаться порталами для путешествий сквозь пространство и время.
Солнечная система существует уже более 4,5 миллиарда лет, и все это время планеты чувствовали себя прекрасно, никто им не мешал. Даже если бы черная дыра прошла мимо Солнечной системы в нескольких десятках световых лет, она бы существенно сместила орбиты, и жизни уже бы не было, так что никто бы не отметил этого факта и не написал о нем в нашем Telegram-чате. Однако неопределенность не может не пугать. Ведь еще 4 года назад астрономы считали, что ближайшая черная дыра в трех тысячах световых лет от Земли, а теперь получается, что в три раза ближе. Кто знает, может скоро они найдут еще одну черную дыру на расстоянии 500 или 100 световых лет? Что будет тогда?
Не так давно Любовь Соковикова подробно разобрала вопрос о том, что произойдет, если рядом с Землей появится черная дыра. Суть в том, что сторону планеты, которая находится ближе к черной дыре, будет притягивать намного сильнее. Согласно самым невероятным гипотезам, в итоге черная дыра может либо уничтожить все живое, либо может переместить нас в другую часть Вселенной или в другую Вселенную. Точно пока не узнаем, прецедентов пока не было (и хорошо!).
Уничтожить черную дыру невозможно. Все, что вы попытаетесь сделать с ней, лишь сделает ее больше, сильнее, злее. Это воистину Вселенское зло. Остается только ждать миллиарды лет, пока она не испарится. Может и не стоит искать их вовсе?
Обнаружена самая близкая к Земле пара сверхмассивных черных дыр
Изображение, показывающее слева более близкий вид (сделанный с помощью MUSE VLT) и справа более широкий вид (сделанный с помощью обзорного телескопа VLT) двух очень ярких галактических ядер, каждое из которых содержит сверхмассивную черную дыру, в галактике NGC 7727. Она расположена на расстоянии 89 миллионов световых лет от Земли в созвездии Водолея. Эти две черные дыры находятся на пути столкновения, что делает их самой близкой к Земле парой сверхмассивных черных дыр, обнаруженных до сих пор.
Исследователи с помощью Очень большого телескопа ESO обнаружили самую близкую пару сверхмассивных черных дыр из известных на сегодняшний день. Они расположены в галактике NGC 7727, в 89 миллионах световых лет от Земли. Они также являются парой сверхмассивных черных дыр с наименьшим взаимным разделением, известным на сегодняшний день.
Это не единственный рекорд, побитый этой системой: эти два объекта имеют наименьшее разделение среди всех известных пар сверхмассивных черных дыр. Система будет развиваться до тех пор, пока два чудовищных небесных объекта не сольются в одну гигантскую черную дыру.
Как была обнаружена эта пара в NGC 7727?
Пары сверхмассивных черных дыр не так часто встречаются в наших данных, потому что их трудно найти. Однако галактика NGC 7727 уже была возможным кандидатом на размещение двух галактик. Она должна была образоваться в результате слияния двух предыдущих галактик, пульсирующие сердца которых (активные галактические ядра) сейчас находятся на пути столкновения. Однако до сих пор эта гипотеза так и не была подтверждена. Нелегко обнаружить излучение при очень высоких энергиях, например, излучение, испускаемое двумя черными дырами, вращающимися на очень высоких скоростях. Использование VLT и данных космического телескопа НАСА «Хаббл» позволило подтвердить, что объекты в NGC 7727 действительно являются сверхмассивными черными дырами.
«Наше открытие предполагает, что в мире может существовать гораздо больше остатков слияний галактик«, — объясняет Карина Воггель, астроном Страсбургской обсерватории и ведущий автор исследования. «Общее количество известных сверхмассивных черных дыр в локальной Вселенной может увеличиться на 30%«.
Новый метод оценки массы сверхмассивных черных дыр
Масса двух сверхмассивных черных дыр была определена с помощью метода, впервые примененного на многоагрегатном спектроскопическом исследователе ESO VLT (MUSE). Воггель и ее команда наблюдали влияние сильного гравитационного притяжения двух небесных тел на движение звезд в их космическом окружении. Чем массивнее тело, тем больше деформация пространства-времени вокруг него, вызванная его гравитацией.
Таким образом, было обнаружено, что самая большая черная дыра, находящаяся в центре NGC 7727, примерно в 154 миллиона раз массивнее Солнца. Ее спутник имеет массу 6,3 миллиона солнечных масс.
Две ближайшие бинарные черные дыры
Сверхмассивные черные дыры в центре активных галактических ядер в NGC 7727 действительно находятся очень близко, примерно в 500 парсеках (что соответствует 1600 световым годам). Расстояние меньше половины предыдущего рекорда. «Небольшое разделение и скорость двух черных дыр указывают на то, что они сольются в гигантскую черную дыру, вероятно, в течение следующих 250 миллионов лет«, — объясняет соавтор исследования Хольгер Баумгардт, профессор Квинслендского университета в Австралии.
Чтобы лучше разглядеть систему и определить ее характеристики, исследователи воспользовались высоким пространственным разрешением MUSE для изучения звездной кинематики активных галактических ядер.
Активное галактическое ядро 1 является фотометрическим центром главной галактики NGC7727, а активное галактическое ядро 2 лежит к северо-западу, с ожидаемым расстоянием 500 пк (1600 световых лет).
Исследователи ожидают, что прибор HARMONI, установленный на ELT, сможет обнаруживать бинарные системы, подобные этой, даже на гораздо больших расстояниях. Это позволит им сравнить далекие и близкие пары и тем самым углубить свое понимание этих чудовищных небесных объектов. И все последствия, которые они оказывают на окружающую среду.