Квазары вращаются в унисон с нитями Вселенной
Квазары — это ярчайшие объекты во Вселенной. Они представляют собой активные ядра галактик, в центре которых расположены сверхмассивные чёрные дыры. Эти чёрные дыры окружены стремительно вращающимся диском сверхгорячей материи, которая частично вылетает за его пределы вдоль оси вращения.
Команда астрономов во главе с Дэмиеном Хутсемекерсом (Damien Hutsemekers) из университета Льежа в Бельгии проследили за 93 квазарами при помощи инструмента FORS на "Очень большом телескопе" (VLT). Оказалось, что все эти квазары выстроены в космосе таким образом, что они формируют длинные нити протяжённостью в несколько миллиардов световых лет.
"Мы заметили странную вещь: некоторые из осей вращения квазаров были выровнены друг с другом, несмотря на то, что они разделены миллиардами световых лет", — рассказывает Хутсемекерс, ведущий автор нового исследования, в пресс-релизе Европейской южной обсерватории.
Крупномасштабная структура Вселенной и встроенные в неё яркие квазары (иллюстрация VLT, ESO)
Учёные задались вопросом, могут ли оси вращения квазаров быть связаны не только друг с другом, но и с общей структурой Вселенной, какой она была в момент их формирования, то есть когда пространство-время было на 9 миллиардов лет моложе, чем сегодня.
Когда астрономы посмотрели на распределение галактик в масштабах миллиардов световых лет, то поняли, что все эти звёздные системы распределены неравномерно. Они образуют космическую паутину из нитей и сгустков вокруг огромных пустот, где галактики отсутствуют вовсе. Эта картина известна учёным как крупномасштабная структура Вселенной.
Результаты наблюдений, описанные в статье журнала Astronomy & Astrophysics, показали, что оси вращения квазаров, как правило, выстроены параллельно крупномасштабным структурам, в которых они находятся. Так, если квазары находятся внутри длинной нити, то направление вращения находящихся в её центре чёрных дыр будет располагаться вдоль этой нити. Исследователи подсчитали, что вероятность того, что подобное выравнивание являются простой случайностью, составляет менее 1%.
"Корреляция между ориентацией квазаров и структурой, к которой они принадлежат, является предсказанием численных моделей эволюции нашей Вселенной. Наши данные дают первое наблюдаемое подтверждение этой гипотезе в самых больших масштабах из доступных к анализу", — говорит соавтор исследования Доминик Слуз (Dominique Sluse), сотрудничающий с университетами Льежа и Бонна.
Учёные отмечают, что "струи" квазаров они наблюдали не напрямую. Вместо этого астрономы использовали измерения в поляризации света, исходящего от каждого квазара, и степень поляризации сигнала как раз и давала представление об угле наклона аккреционного диска чёрных дыр, а следовательно, направлении вращения ядер галактик.
Боги Нейрона- Аксона.
Большое- в малом. Малое- в большом.
сначала прочитал "кавказцы"
Туманность "Хобот слона" через любительский телескоп
Привет! Буду освежать вашу ленту снимками объектов глубокого космоса, сделанных с помощью телескопа на самодельной обсерватории. Тем более, что давно не писал и снимков накопилось достаточно 🙂
Можно конечно упрекнуть, что это уже никакое не любительское оборудование. Но тем не менее все, что использовалось - относится к классу любительских. Перед вами - "Хобот слона", да, я здесь сам не вижу никакого хобота, однако тому, кто ее так называл видимо виднее 😄
Туманность "Хобот слона" или IC 1396A - яркая часть эмиссионной туманности и молодого звёздного скопления IC 1396 в созвездии Цефея. По этому объекту обсерватория сделал самое большое количество кадров (231), получив 19 часов и 15 минут общей выдержки. При съемке таких объектов все решает суммарная выдержка. Чем она выше - тем больше деталей и меньше шума на конечной фотографии. Съемка объекта велась в течении нескольких ночей на протяжении 8 дней.
Телескоп: SW BK P2001 (200x1000 mm)
Гид-телескоп: SW Finder 9x50
Основная камера: ZWO ASI 1600mm
Гид-камера: ZWO ASI 120mm
Дополнительно: фокусер ZWO EAF, колесо + фильтры ZWO EFW
Обработка: Дмитрий Терещенко
Ответ на пост «NASA показало галактический водоворот»
Изображение этой же галактики "Водоворот", а точнее М51 (а ещё точнее NGC 5194) полученное в 1975-м году, на 4-х метровый телескоп, расположенный в Аризоне. Наглядно видно прогресс в визуальном изучении Космоса:
Кстати, недавно в этой галактике вспыхнула две сверхновые, в 2005-м и 2011-м году.
Прародителем этой Сверхновой (названной SN2011dh), был желтый сверхгигант, а не красный или голубой, которые считаются наиболее распространенными прародителями сверхновых. Жёлтые сверхгиганты — это переходная стадия между голубыми и красными сверхгигантами, в которой звёзды обычно не "умирают". Так что событие не заурядное :-)
SN2011dh была третьей сверхновой, зарегистрированной в галактике Водоворот с 1994 года. При этом частота появления сверхновых в Млечном Пути оценивается примерно в одно событие каждые 40 лет.
"Вспыхнули недавно" - это конечно метафора. Расстояние до галактики примерно 30 миллионов световых лет. Но только сейчас фотоны от этих далеких умерших звезд достигли матриц земных фотоаппаратов.
M51 видна в бинокль даже при немного ясном безоблачном небе. Её можно найти около звезды Алькаид, самой первой звезды рукоятки ковша Большой Медведицы.
Одна из первых галактик, которую я снимал через телескоп. Вот та фотография, с Хабблом конечно, ни в какое сравнение :-) Но эмоции от процесса непередаваемые.
Здесь оригинал и информации об используемом оборудовании: https://deepskyhosting.com/qC5JhA8
Всем чистого неба!
NASA показало галактический водоворот
Наслаждаемся дизайнерским решением Вселенной!
Представители NASA опубликовали в «Твитере» удивительное изображение с изогнутыми рукавами галактики Водоворот.
Инженеры NASA перестали понимать, что происходит на борту Voyager 1
Операторы автоматической межпланетной станции NASA Voyager 1 столкнулись с загадкой: 45-летний аппарат, покинувший Солнечную систему десятилетие назад, продолжает работать нормально, получает и выполняет команды с Земли, а также собирает и возвращает научные данные, однако показания его систем управления ориентацией при этом не отражают того, что на самом деле происходит на борту. Об этом сообщает портал NASA.
Cистемы управления ориентацией зонда AACS контролируют его положение в пространстве и, помимо всего прочего, удерживают антенну Voyager 1 с высоким коэффициентом усиления направленной точно на Землю, позволяя обмениваться данными. Все признаки указывают на то, что AACS все еще в рабочем состоянии, но данные телеметрии, которые получают наземные специалисты, недействительны. Все выглядит так, будто они генерируются случайным образом и не отражают какое-либо из возможных состояний, в котором может находиться AACS.
Эта проблема не привела к срабатыванию каких-либо бортовых систем защиты от сбоев, которые должны переводить в таких случаях Voyager 1 в так называемый безопасный режим — состояние, в котором выполняются только основные операции, что дает инженерам время для диагностики проблем. Сигнал Voyager 1 также не ослабел, что говорит о том, что антенна с высоким коэффициентом усиления остается в предписанном ей положении относительно Земли.
В настоящее время операторы Voyager 1 пытаются найти причину аномалии. Сам космический корабль находится на расстоянии 23,3 млрд км от Земли, сигналы от него идут 20 часов 33 минуты. Это означает, что требуется примерно два дня, чтобы отправить сообщение аппарату и получить от него ответ.
P.S. Для справки.
«Вояджер 1» запустили 5 сентября 1977 года.
Основная миссия космического аппарата должна была продлиться всего пять лет — предполагалось, что он пролетит рядом с Юпитером, Сатурном и его спутником Титаном, и потом перестанет передавать сигналы на Землю.
«Вояджер 1» пролетел расстояние, которое не укладывается в голове, сейчас он находится на расстоянии более 20 миллиардов километров от Земли, он летит со скоростью около 60 тысяч километров в час.
В августе 2012 года космический аппарат вышел в межзвездную среду. Приборы космического аппарата фиксировали, что Солнце по мере отдаления воздействовало на него все слабее и наблюдали рост воздействия частиц межзвездного происхождения.
К корпусу «Вояджера» прикреплена позолоченная пластинка, на которой записано послание для инопланетных существ. В частности, на ней есть приветствие на 50 языках. Кроме того, там записана классическая музыка, музыка разных народов мира, звуки природы. Также для инопланетян на пластинку в аналоговой форме записали фотографии людей, Земли из космоса, самолета, автомобилей, нот и так далее. По этой пластинке нас смогут найти инопланетяне, если им попадётся «Вояджер». :))
Через 40 тысяч лет он пролетит на относительно небольшом расстоянии от звезды AC+79 3888 в созвездии Жирафа. «Относительно» — это в космических масштабах. В действительности, Вояджер 1» пролетит более чем в одном световом годе от этой звезды.
Альцион - Действительно самая большая Галактика во Вселенной
Альцион находится на расстоянии около 3 миллиардов световых лет от нас и представляет собой гигантскую радиогалактику, простирающуюся в космос на 5 мегапарсеков. Его длина составляет 16,3 миллиона световых лет, и он представляет собой крупнейшую из известных структур галактического происхождения.
Дюны на Ио
На спутнике Юпитера Ио лава, движущаяся под инеем из диоксида серы, может создавать целые поля высоких дюн.
Это открытие, описанное 19 апреля в Nature Communications, предполагает, что дюны могут быть более распространены в других мирах, чем считалось ранее, хотя и могут образовываться странным образом.
Спутник Юпитера Ио — поверхность спутника имеет характерный жёлтый цвет из-за высокого содержания серы.
«В каком-то смысле эти другие миры выглядят более знакомыми, — говорит Джордж Макдональд, планетолог из Университета Рутгерса в Пискатауэй, штат Нью-Джерси. — Но чем больше вы думаете об этом, тем более они кажутся всё более и более экзотическими».
Геометрия рассматриваемого взаимодействия лава/иней-SO2. Все светло-серые области состоят из паров SO2, которые выделяются по мере того, как пары достигают поверхности.
Ио — это мир, состоящий из извергающихся вулканов, образующихся, когда гравитационные силы Юпитера и некоторых других его спутников притягивают Ио, выделяя в нём тепло. Около 20 лет назад учёные сообщили о другом типе особенностей динамической поверхности Ио — бугристых хребтах. Эти черты напоминают дюны, но это не может быть так, рассуждали учёные, потому что атмосфера Ио слишком разрежена, чтобы ветра могли создавать такой рельеф.
Извержение вулкана (синий цвет) на спутнике Юпитера Ио — самом вулканически активном теле в Солнечной системе. Это изображение получено в ходе миссии NASA «Галилео».
Но в последние годы дюноподобные образования были обнаружены на комете 67P и Плутоне — планетарных телах, у которых также отсутствует плотная атмосфера. Вдохновлённые этими инопланетными дюнами, Макдональд и его коллеги вновь обратились к вопросу о загадочном рельефе Ио.
На Земле мощные взрывы пара происходят, когда потоки расплавленной породы сталкиваются с водоёмами. Хотя на Ио нет воды, на нём везде распространён иней из диоксида серы. Поэтому учёные предполагают, что, когда лава медленно затекает в слой инея, прямо из-под него могут вырываться струи газообразного диоксида серы. Эти струи, возможно, разбрасывают частицы камня и другого материала, формируя дюны.
Дюны на поверхности Плутона
Исследователи подсчитали, что продвигающийся поток лавы, погребённый под слоем инея толщиной не менее 10 сантиметров, может сублимировать часть инея в очаги горячего пара. Когда накапливается достаточно пара и давление становится достаточно высоким, чтобы преодолеть вес покрывающего инея, пар может вырваться со скоростью более 70 км/час.
На этом изображении видны дюноподобные глыбы. Тёмная область (внизу слева) представляет собой поток лавы, а светлые полосы, расходящиеся наружу, могут свидетельствовать о том, что материал усыпан струями пара, вырвавшимися из инея, нагретого лавой.
Анализ изображений поверхности Ио, сделанных зондом «Галилео», выявил сильно отражающие полосы материала, расходящиеся наружу над дюнами перед потоками лавы — возможно, материал, недавно отложенный струями пара.
a — Дюны в крупном разрешении. b — Возможные признаки потока пара указаны стрелками на краю того же поля хребта, показанного на а. с — Хребты возле Чаак Патера.
Более того, изображения показали, что размеры дюн совпадают с размерами дюн на других планетарных телах. По оценкам учёных, некоторые из ионических дюн имеют высоту более 30 метров.
G. McDonald et al. Aeolian sediment transport on Io from lava-frost interactions. Nature Communications. Published online April 19, 2022. doi: 10.1038/s41467-022-29682-x.
Ближайшие к Земле звёзды
Куда поехать на майские?
NASA представило список ближайших к Земле звёзд (за исключением Солнца). В список вошли звёзды из 53 систем, в котором указан спектральный тип звёзд (O, B, A, F, G, K, M, D, T, Y, L), название систем, в которых они находятся, световое расстояние от Земли, а также количество наблюдаемых вокруг них экзопланет.
Спектральный тип звёзд представлен в порядке уменьшения температуры: от более голубых (горячих) к более красным (холодным) — O, B, A, F, G, K, M и т. д.
Ближайшие к Земле звёзды — это три звезды, находящиеся на расстоянии около 4,37 световых лет от нас в тройной звёздной системе Альфа Центавра. Звёзды типов M, G и K. Ближайшая из этих звёзд — Проксима Центавра (M — Красный карлик) — находится всего в 4,24 световых годах от нас.
Один световой год приблизительно равен 9,46 триллионам километров (5,88 триллионов миль).
Гравитационные волны дали новой чёрной дыре высокоскоростной «пинок»
Недавно учёные наблюдали объединившиеся в одну две чёрные дыры, которые в процессе слияния спровоцировали «удар», на большой скорости отбросивший только что образовавшуюся чёрную дыру. Эта новая чёрная дыра понеслась со скоростью около 5 миллионов километров в час. Это очень быстро — скорость света всего в 200 раз выше.
Когда две чёрные дыры по спирали вращаются вокруг друг друга перед тем, как слиться в одну (как показано на рисунке), они излучают гравитационные волны, которые могут дать новообразованной чёрной дыре высокоскоростной толчок
Об этом исследователи сообщают в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
Рябь пространства-времени, называемая гравитационными волнами, запустила чёрную дыру в головокружительный путь. По мере того, как любые две парные чёрные дыры движутся по спирали внутрь и сливаются, они испускают эту рябь, которая растягивает и сжимает пространство. Если эти гравитационные волны выбрасываются в космос преимущественно в одном направлении, чёрная дыра в ответ «отскакивает».
«Это похоже на отдачу пистолета при выстреле», — говорит астрофизик Виджай Варма из Института гравитационной физики им. Макса Планка в Потсдаме, Германия.
Обсерватории гравитационных волн LIGO (США) и Virgo (Италия) обнаружили рябь пространства-времени чёрных дыр, когда она достигла Земли 29 января 2020 года. Эти волны раскрыли детали того, как чёрные дыры слились, что намекает на вероятность сильного удара. Когда чёрные дыры вращались вокруг друг друга, плоскость, в которой они вращались, вращалась подобно тому, как вращается волчок.
LIGO в штате Вашингтон, США
Варма и его коллеги углубились в полученные данные, оценивая, насколько сильный получила чёрная дыра «пинок». Чтобы оценить ударную скорость, исследователи сравнили данные с различными версиями слияний чёрных дыр, созданными на основе компьютерных симуляций.
«Отдача была настолько велика, что чёрная дыра, вероятно, была выброшена из своего дома и отброшена к космическому бордюру», — говорит Варма.
Плотные группы звёзд и чёрных дыр, называемые шаровыми скоплениями, являются одним из мест, где чёрные дыры, как считается, объединяются и сливаются. Астрофизики подсчитали, что вероятность того, что выбитая чёрная дыра останется внутри шарового скопления, составляет всего около 0,5%. Для чёрной дыры в другом типе плотной среды, называемой ядерным звёздным скоплением, вероятность остаться там составляла около 8%.
Ядерное звёздное скопление нашей галактики — Млечный Путь. Снимок полученн с помощью адаптивной оптики в инфракрасном диапазоне с помощью прибора NaCo на VLT (Very Large Telescope в Чили)
«Большой побег» чёрной дыры может иметь большое значение для астрономов. LIGO и Virgo обнаруживают слияния чёрных дыр звёздной массы, которые образуются, когда звезда взрывается сверхновой и коллапсирует в чёрную дыру. Учёные хотят понять, могут ли чёрные дыры снова объединяться, пройдя несколько слияний. Если они это делают, это может помочь объяснить существование удивительно огромных чёрных дыр, которые ранее наблюдались при слияниях. Но если слившиеся чёрные дыры обычно уносятся прочь от дома, это делает множественные слияния менее вероятными.
«Подобные «пинки» очень важны для понимания того, как образуются тяжёлые чёрные дыры звёздной массы», — говорит Варма.
Ранее астрономы обнаружили доказательства того, что гравитационные волны толкают сверхмассивные чёрные дыры, обнаруженные в центрах галактик. Это утверждение основано на наблюдениях за светом, а не за гравитационными волнами. «Гравитационные волны в каком-то смысле чище и их легче интерпретировать», — говорит астрофизик Мануэла Кампанелли из Рочестерского технологического института в Нью-Йорке.
«Данные LIGO и Virgo уже выявили некоторые свидетельства того, что чёрные дыры получают небольшие толчки. Этот же большой толчок не является неожиданностью. Всегда интересно, когда кто-то может измерить на основе наблюдений то, что вы предсказали на основе расчётов», — говорит Кампанелли.
Более ранние теоретические предсказания Кампанелли и её коллег предполагали, что такие мощные толчки возможны.
V. Varma et al. Evidence of large recoil velocity from a black hole merger signal. Physical Review Letters. In press, 2022.
Созвездия, видимые в Млечном пути и неподалеку от него в Северном полушарии с территории России
В следствии вращения Земли вокруг Солнца меняется его положение на небосклоне в течении года, а это значит, что в разные времена года мы можем наблюдать разные созвездия и соответственно разные участки Млечного Пути. Во время Летнего и Зимнего Солнцестояния в Северном полушарии Солнце расположено прямо в области Млечного Пути с позиции наблюдателя с Земли, а именно:
В самой верхней точке - летом (в области зимнего участка Млечного Пути и соответственно в зимних созвездиях)
В самой нижней - зимой (в области летнего участка Млечного Пути и соответственно в летних созвездиях)
Поэтому после заката в полночь, когда Солнце максимально низко находится за линией горизонта летом и зимой с противоположной ему стороне возможно наблюдать Летнюю и Зимнюю части Млечного пути.
Летнюю часть Млечного Пути с территории РФ можно наблюдать с апреля перед рассветом и по октябрь после заката. Наблюдаемые созвездия с Юга на Север в зависимости от широты места:
Центавр (видно частично южнее 50 град. с.ш.)
Волк (видно частично южнее 50 град. с.ш.)
Телескоп (видно полностью южнее 44 град. с.ш.)
Южная корона (видно полностью южнее 50 град. с.ш.)
Стрелец (видно частично севернее 45 град. с.ш.)
Скорпион (видно частично севернее 47 град. с.ш.)
Змееносец (видно полностью)
Щит (видно полностью)
Орел (видно полностью)
Стрела (видно полностью)
Лисичка (видно полностью)
Лебедь (видно полностью)
Ящерица (видно полностью)
Цефей (видно полностью)
Кассиопея (видно полностью)
Жираф (видно полностью)
Персей (видно полностью)
Возничий (видно полностью)
Зимнюю часть Млечного Пути с территории РФ можно наблюдать с сентября перед рассветом и по март после заката. Наблюдаемые созвездия с Юга на Север в зависимости от широты места:
Компас (видно полностью южнее 53 град. с.ш.)
Корма (видно частично южнее 65 град. с.ш.)
Голубь (видно полностью южнее 47 град. с.ш.)
Большой Пес (видно полностью южнее 57 град. с.ш.)
Заяц (видно полностью южнее 67 град. с.ш.)
Единорог (видно полностью)
Орион (видно полностью)
Малый Пес (видно полностью)
Близнецы (видно полностью)
Телец (видно полностью)
Возничий (видно полностью)
Персей (видно полностью)
Жираф (видно полностью)
Кассиопея (видно полностью)
Ящерица (видно полностью)
Автор фото: Петр Хоралек.
Астрофизические итоги 2021 года
Лекция состоялась в научно-популярном лектории центра "Архэ"( http://arhe.msk.ru ) 21 января 2022 года.
Вероятно, прошедший 2021й год запомнится в первую очередь запуском JWST. Однако несмотря на пандемию продолжалась не только инженерно-техническая, но и научная работа, и было получено много интересных результатов. Выделить явных лидеров среди них оказалось непросто. Мы рассмотрим очень широкий круг вопросов, отражающих все основные направления в современной астрофизике. В этот раз будет меньше результатов, связанных с экзопланетами, зато больше касающихся звезд и гамма-всплесков. Традиционно мы поговорим о нейтронных звездах и черных дырах, но добавятся и белые карлики с рекордными параметрами. Как всегда много интересных результатов получено в области внегалактической астрономии, включая исследования сверхмассивных черных дыр, а вот космологические вопросы мы затрагивать практически не будем. Зато не забудем про быстрые радиовсплески, которые продолжают радовать нас новыми загадками.
Лектор: Попов Сергей Борисович, доктор физико-математических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ, лауреат (2016 год) премии «За верность науке» Министерства образования и науки РФ в категории «Популяризатор года».
Космический телескоп James Webb будет наблюдать самые далекие квазары Вселенной
Квазары представляют собой яркие, далекие и активные сверхмассивные черные дыры, массы которых достигают миллионов и миллиардов масс Солнца. Расположенные обычно в центрах галактик, эти объекты питаются падающей на них материей и разражаются мощными вспышками излучения. Квазары являются одними из самых ярких объектов Вселенной и превосходят по светимости все звезды родительской галактики вместе взятые, а джеты и ветра квазаров принимают активное участие в формировании родительской галактики.
Вскоре после запуска космического телескопа James Webb («Джеймс Уэбб») команда ученых направит объектив телескопа на шесть самых далеких и ярких квазаров Вселенной.
Исследователи будут изучать свойства данных квазаров, а также их связь с ранними этапами эволюции галактик в ранней Вселенной. Кроме того, команда планирует использовать эти квазары для изучения газа, наполняющего пространство между галактиками, в частности, в период реионизации космоса, который закончился тогда, когда Вселенная еще была очень молода. Эти задачи планируется решить, используя экстремальную чувствительность телескопа James Webb и его сверхвысокое угловое разрешение.
«Все эти квазары, которые мы изучаем, существовали очень давно, в то время, когда возраст Вселенной составлял менее 800 миллионов лет, или менее 6 процентов от ее текущего возраста. Поэтому эти наблюдения дали нам возможность изучить эволюцию галактик и формирование сверхмассивных черных дыр в эту очень раннюю эпоху существования нашего мира», - объяснил член исследовательской группы Сантьяго Аррибас (Santiago Arribas), профессор кафедры астрофизики Центра астробиологии в Мадриде, Испания. Аррибас также входит в состав научной команды бортового инструмента Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) обсерватории James Webb.
Обсерватория James Webb способна работать с очень низкими уровнями яркости. Это имеет большое значение, поскольку, даже несмотря на то, что изучаемые квазары являются очень яркими сами по себе, они, тем не менее, находятся на огромном расстоянии от нас, поэтому сигнал, принимаемый обсерваторией, будет очень слабым. Только невероятная чувствительность космического телескопа James Webb позволит провести эти наблюдения, пояснили члены команды.
Астрономы отыскали два новых кандидата в двойные квазары
Астрономы при помощи наземных и космических телескопов обнаружили два кандидата в двойные квазары, которые существовали во времена, когда возраст Вселенной составлял три миллиарда лет. Расстояние между сверхмассивными черными дырами в одном из кандидатов оценивается в 11,4 тысячи световых лет. Статья опубликована в журнале Nature.
Считается, что в ранней Вселенной события слияния галактик происходили достаточно часто, что приводило к образованию двойных систем из центральных сверхмассивных черных дыр, которые в итоге сливались в одну черную дыру. Поиск таких систем, где расстояние между черными дырами составляет несколько килопарсек, при значениях красного смещения z>2 важен для разрешения загадки механизмов образования и быстрого роста сверхмассивных черных дыр в ранней Вселенной, в настоящее время не существует ни одной подтвержденной двойной системы при z>2, где расстояние между черными дырами было бы меньше 10 килопарсек (около 33 тысяч световых лет).
Группа астрономов во главе с Юэ Шенем ( Yue Shen) из Иллинойсского университета сообщила об открытии двух двойных квазаров J0749+2255 и J0841+4825 при z> 2, которое было сделано при анализе данных наблюдений за 15 интересными кандидатами при помощи космических телескопов Gaia и «Хаббл», а также обзора неба SDSS и других наземных телескопов. Сами квазары представляют собой ядра двух активных галактик, в которых находятся сверхмассивные черные дыры, поглощающие вещество.
Значение красного смещения для J0749+2255 составило 2,17, а для J0841+4825 — 2,95, что означает, что квазары существовали, когда возраст Вселенной составлял около 3 миллиардов лет. В случае J0841+4825 астрономам удалось оценить расстояние между квазарами, которое составило 11,4 тысячи световых лет. Ученые отмечают, что существует вероятность того, что мы наблюдаем два изображения одного и того же квазара, созданные гравитационной линзой, находящейся между нами и квазаром, однако она достаточно мала — около пяти процентов. Существует также вероятность того, что это физическая пара квазаров, образованная не в результате слияния двух галактик.
Полученные результаты позволили дать оценку распространенности подобных систем при z>2: около десяти процентов наблюдаемых оптических квазаров могут содержать двойные системы сверхмассивных черных дыр, разделенных расстоянием в несколько килопарсек. Ожидается, что окончательно подтвердить открытия позволят будущие наблюдения космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Открыт самый далекий квазар с мощными радиоджетами
С помощью Очень большого телескопа Европейской Южной обсерватории (VLT ESO) астрономы обнаружили и подробно изучили самый далекий из всех известных на сегодняшний день источников радиоизлучения, расположенный в 13 миллиардах световых лет от нас. Результаты исследования опубликованы в журнале The Astrophysical Journal (ссылка).
Художественное представление квазара P172+18
Квазары — это объекты очень высокой светимости, расположенные в центрах некоторых галактик. По современным представлениям, квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск.
Механизм их излучения связан с находящимися в них сверхмассивными черными дырами. При взаимодействии черной дыры с окружающим ее газом выделяется огромная энергия, что и позволяет астрономам регистрировать эти объекты, несмотря на огромные расстояния до них.
В статье сообщается об открытии самого далекого на сегодняшний день квазара P172+18, который испускает мощные джеты — потоки излучения в радиодиапазоне. Свет от него шел до нас около 13 миллиардов лет, и телескоп зафиксировал его таким, каким он был, когда возраст Вселенной составлял всего 780 миллионов лет.
Хотя известны и более далекие квазары, астрономы впервые получили явные свидетельства существования радиоджетов у квазара на таком раннем этапе истории Вселенной. Джеты есть примерно у десяти процентов квазаров — астрономы называют их "радио-громкими".
Ряд наблюдений с другими телескопами и приемниками, в том числе, с детектором X-shooter на ESO VLT позволил авторам глубже изучить характеристики квазара P172+18 — в частности, определить такие ключевые его параметры, как массу черной дыры и скорость поглощения ею окружающего ее вещества. Оказалось, что энергию излучения квазару дает черная дыра с массой около 300 миллионов солнечных масс, "пожирающая" газ в огромных количествах.
"Эта черная дыра очень быстро поглощает вещество, увеличивая свою массу со скоростью, присущей лишь очень малому количеству таких объектов во Вселенной", — приводятся в пресс-релизе Европейской Южной обсерватории слова одного из авторов исследования Кьяры Маззуччелли (Chiara Mazzucchelli).
Авторы считают, что между быстрым ростом сверхмассивной черной дыры и присутствием мощных радио-джетов у таких квазаров, как P172+18, есть связь. По-видимому, джеты способны возбуждать газ вокруг черной дыры, увеличивая тем самым скорость выпадения газа на нее. Это объясняет, как именно черные дыры в ранней Вселенной смогли так быстро после Большого взрыва дорасти до сверхмассивных масштабов.
"По-моему, это великолепно — найти еще один строительный блок, позволяющий понять устройство первичной Вселенной", — говорит Маззуччелли.
Исследователи уверены, что этот радио-громкий квазар — лишь первый из многих объектов такого типа, лежащих, возможно, и на более далеких космологических расстояниях.
"Это открытие внушает оптимизм. Я надеюсь и верю, что установленный нами "рекорд расстояния" будет скоро побит", — отмечает еще один участник исследования Эдуардо Баньядос из Института астрономии Макса Планка в Германии.
Астрономы нашли рекордно далекий квазар
Астрономы обнаружили новый самый далекий на сегодняшний день квазар J0313-1806, который существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял 670 миллионов лет. Он содержит в себе сверхмассивную чёрную дыру с массой 1,6 миллиарда масс Солнца, что позволяет наложить серьезные ограничения на модели образования «зародышей» черных дыр в ранней Вселенной. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org .
Квазары — одни из самых ярких астрономических объектов в видимой Вселенной, это ядра далеких галактик на ранней стадии формирования, в которых сверхмассивные черные дыры активно поглощают вещество из окружающего их аккреционного диска и могут генерировать высокоскоростные струи (джеты). Поиск и наблюдения наиболее далеких подобных объектов позволяет проверить теории формирования сверхмассивных черных дыр путем определения массы их «зародышей» в ранней Вселенной и оценки скорости их роста. На сегодняшний день данных наблюдений за очень далекими квазарами крайне мало, лишь два подобных объекта были обнаружены при значениях красного смещения z≥7,5.
Группа астрономов во главе с Фейге Воном (Feige Wang) из Университета Аризоны сообщает об обнаружении самого далекого на сегодня яркого квазара J0313-1806. Первоначально кандидат был найден в ходе анализа данных наземных обзоров неба Pan-STARRS1, DELS (DESI Legacy Imaging Surveys), VHS (VISTA Hemisphere Survey), а также каталога данных космического телескопа WISE, в дальнейшем были проведены спектроскопические наблюдения за квазаром при помощи системы радиотелескопов ALMA и телескопов «Джемини», обсерватории Кека и Магеллановых телескопов.
Красное смещение J0313-1806 составило z=7,642, это означает, что он существовал во времена, когда возраст Вселенной составлял всего 670 миллионов лет. Он представляет собой ядро галактики, которая активно образует звезды со скоростью 200 масс Солнца в год. В ней уже накопились обширные запасы пыли общей массой 7×107 масс Солнца. Болометрическая светимость квазара оценивается в 1,4×1047 эрг в секунду, он содержит сверхмассивную чёрную дыру с массой (1,6±0,4)×109 масс Солнца, активно поглощающую вещество. Существование такой сверхмассивной черной дыры всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва накладывает серьезные ограничения на модели образования «зародышей» черных дыр. Кроме того, данные наблюдений показывают, что ранние черные дыры демонстрировали активные темпы роста, характеризующиеся большим коэффициентом Эддингтона. Астрономы считают, что J0313–1806 является идеальной целью для дальнейших, более детальных наблюдений при помощи системы ALMA и будущего космического телескопа «Джеймс Уэбб».
Черная дыра J2157* самая большая и "голодная" во вселенной
Новые оценки размеров сверхмассивной черной дыры J2157* сделали ее одной из самых крупных и голодных во Вселенной
Сверхмассивные черные дыры находятся в центрах крупных галактик: например, у нашего Млечного Пути она имеет массу около четырех миллионов солнц. А в 2018 году астрономы сообщили об обнаружении такой дыры в центре далекой галактики SMSS J215728.21-360215.1 (J2157), оценив ее величину в целых 20 миллиардов солнечных масс, а скорость поглощения вещества — в 0,5 солнечной массы за день.
Уже эти числа поставили J2157* в ряд самых крупных и «голодных» сверхмассивных черных дыр. Однако новые оценки размеров J2157 оказались еще впечатляющее. Кристофер Онкен (Christopher Onken) и его коллеги из Австралийского национального университета уточнили дистанцию до J2157*, а заодно и ее величину. Об этом они пишут в статье, опубликованной в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Оказалось, эта черная дыра и ее галактика находятся чуть дальше, чем считалось до сих пор, — на расстоянии примерно 13 миллиардов световых лет. Соответственно, новая оценка ее размеров составила уже 34 миллиарда масс Солнца, а скорость аккреции вещества — массу светила в день. «Она примерно в 8000 раз массивнее черной дыры в центре Млечного Пути, — говорит Кристофер Онкен. — Если бы наша дыра набрала столько вещества, ей бы пришлось проглотить для этого две трети всех звезд Галактики».
Соответствующим должен быть и диаметр J2157*, который оценивается в 670 а.е. (астрономических единиц, равных расстоянию от Земли до Солнца). Для сравнения, орбита Плутона в среднем не достигает и 40 а.е., а условная граница Солнечной системы (гелиопауза) находится примерно в 120 а.е. Таким образом, эта сверхмассивная черная дыра в несколько раз больше всей Солнечной системы.
Заметим, что рекордной J2157* все же не стала. Верхние строчки рейтинга вселенских великанов удерживают ультрамассивные черные дыры Holm 15A* и TON 618, которые оцениваются в колоссальные 40 миллиардов и 66 миллиардов солнечных масс. Однако с учетом возраста J2157* — ведь она набрала сравнимые размеры еще в молодой Вселенной — она представляет не меньший интерес, чем рекордсмены. Откуда и как подобные объекты так быстро набрали столь колоссальные объемы вещества, остается загадкой.
По данным Naked Science
В ранней Вселенной обнаружен гигантский квазар, «запрещенный» теорией
Астрономы открыли самый массивный квазар, известный в ранней Вселенной, в центре которого лежит гигантская черная дыра массой порядка 1,5 миллиарда масс Солнца. Получивший официальное обозначение J1007+2115, этот вновь открытый квазар имеет лишь один аналог в границах этого временного периода истории космоса. Квазары представляют собой самые высокоэнергетические объекты во Вселенной, поэтому вопросы их происхождения имеют большое значение для астрономов.
Этот новый объект, открытый при помощи телескопов, расположенных на вершине гавайской горы Маунакеа, получил гавайское имя Pōniuāʻena, что означает «невидимый вращающийся источник Творения, окруженный сиянием». Это имя было предложено местным гавайским сообществом школьных учителей.
Согласно современной теории, источником ослепительно яркого излучения квазара является взаимодействие между центральной сверхмассивной черной дырой (СМЧД) галактики и поглощаемой ею материей.
СМЧД, лежащая в центре квазара Pōniuāʻena, делает этот квазар самым далеким, а потому самым ранним известным во Вселенной объектом, который имеет черную дыру массой свыше 1 миллиарда масс Солнца. В новом исследовании, проведенном группой под руководством Чжин И Яна (Jinyi Yang), исследователя-постдока из Обсерватории Стюарда Аризонского университета, США, описано открытие этого квазара. Согласно данной работе, свет, идущий со стороны квазара Pōniuāʻena, путешествовал по Вселенной в течение 13,02 миллиарда лет, прежде чем достичь Земли – начав свое путешествие в то время, когда возраст нашего мира составлял всего лишь 700 миллионов лет.
Это открытие бросает вызов современным космологическим теориям, поскольку для достижения такой огромной массы черной дыре, растущей за счет аккреции из черной дыры звездных масс, требуется, согласно моделям, намного больше времени. Вместо этого авторы предлагают сценарий роста черной дыры из «зародыша», уже содержавшего массу порядка 10 000 масс Солнца на момент не позже, чем через 100 миллионов лет после Большого взрыва.
Согласно Яну, изучение квазара Pōniuāʻena поможет глубже понять Эпоху Реионизации Вселенной – время, когда во Вселенной зажигались первые звезды и галактики.
Исследование опубликовано в журнале Astrophysical Journal Letters.
В четырёх словах о неизвестном. Чёрные дыры
Чёрные дыры – одни из самых странных объектов во вселенной. Почему они такие? Откуда они появились? Что будет, если упасть в неё? На эти и другие вопросы я дам ответы в этой статье.
(В рамках международного проекта «Event Horizon Telescope» астрономам впервые за всю историю наблюдений удалось получить снимок черной дыры в 2019)
Умершие звёзды.
Звёзды состоят из огромного количества атомов, в основном из водорода. В центре звёзд проходит ядерный синтез, при котором водород превращается в гелий. При этом выделяется огромное количество энергии. Эта энергия препятствует силе гравитации. В звезде появляется тонкий баланс между двумя силами. Пока держится этот баланс – звезда будет оставаться стабильной. В звёздах намного массивнее Солнца превращения заходят куда дальше – до атомов железа. Дело в том, что процесс создания железа в ядре не выделяет никакой энергии. Железо накапливается до тех пор, пока его объём не станет критическим. Тогда тонкий баланс между энергией и гравитацией нарушится. Вся масса звезды “упадёт” на ядро со скоростью в четверть скорости света. Звезда умирает во взрыве сверхновой. В этот момент создаются тяжёлые элементы во вселенной. Появляется нейтронная звезда или чёрная дыра, если изначально звезда была достаточно массивной. Кстати, любой объект может быть чёрной дырой, если бы тот достиг радиуса Шварцшильда. Это радиус горизонта события, в котором вещество становится таким плотным, что превращается в чёрную дыру. Например, радиус Шварцшильда у Земли – с грецкий орех. Посмотрите в чёрную дыру и вы увидите то, что называется горизонтом событий. Всё, что пересечёт горизонт событий, останется в чёрной дыре навсегда. Это связано с тем, что гравитация чёрной дыры настолько огромна, что даже свет не может её покинуть. Мы мало знаем о том, что за горизонтом событий по двум причинам. Первая – чёрные дыры далеки. Вторая – мы не сможем достичь его и изучить, не обрекая себя на неминуемую гибель. То, что мы видим – чёрная сфера, которая ничего не отражает. Чёрные дыры не всасывают всё в себя, как пылесос. Если поменять наше Солнце на чёрную дыру с той же массой, то, в принципе, ничего не поменяется. Разве что – мы замёрзнем насмерть.
Сердце чёрной дыры -
Сингулярность. Учёные ещё не дали точный ответ, что же это такое. Сингулярность может быть бесконечно плотной, потому что вся её масса сосредоточенна в бесконечно малой точке без какого либо пространства или объёма. Или же быть чем-то совсем иным.
Что будет, если упасть в чёрную дыру?
Из-за того, что чёрная дыра буквально искривляет пространство-время – ощущение времени различны вокруг них. По мере приближения к горизонту события вам бы казалось, что всё замедляется. В какой-то момент для наблюдателя вы бы застыли на месте, медленно становясь красным, а после и вовсе исчезли. Для вас же всё только начинается. Вы бы смогли увидеть остальную вселенную будто бы в быстрой перемотке. Почти что как взглянуть в будущее. Никто не знает, что происходит дальше. Мне кажется, что у упавшего в чёрную дыру будет два варианта. Быстрая смерть и очень быстрая смерть. Это зависит от массы чёрной дыры. “Маленькая” чёрная дыра убьёт вас даже раньше, чем вы успеете “подобраться” к горизонту событий. Внутри же сверхмассивной чёрной дыры вы бы смогли даже “путешествовать” некоторое время. Чем дальше от сингулярности – тем дольше жизнь.
(Спагеттификация в представлении художника)
Быстрая смерть. После того, как вы пересечёте горизонт событий, у вас будет лишь одно направления, куда двигаться – центр чёрной дыры. Масса чёрной дыры сконцентрирована в одной точке. Из-за чего гравитация будет воздействовать в миллионы раз сильнее даже на крошечные расстояния в несколько сантиметров. Из-за этого ваше тело будет как бы вытягиваться. Этот процесс называется спагеттификация. Ваши клетки будут разрываться, а тело вытягиваться всё больше и больше, пока вы не превратитесь в горячий поток плазмы шириной в один атом.
Очень быстрая смерть. После пересечения горизонта событий вы столкнётесь со стеной огня, которая мгновенно испепелит вас.
Чёрные дыры разные. Бывают чёрные дыры с массой в несколько раз больше солнечной и размерами астероида. А бывают сверхмассивные чёрные дыры – сердца каждой галактики. Самая крупная сверхмассивная чёрная дыра – S5 00014 + 81. Она больше солнца по массе в 40 миллиардов раз. Это 236 миллиардов километров в диаметре. Это столько же, сколько 47 расстояний от Солнца до Плутона.
Чёрные дыры испаряются.
И чем они больше, тем процесс, что носит название «Излучение Хокинга» быстрее. Чёрные дыры излучают свою массу, как кастрюля с супом испаряет в воду в виде пара. Чтобы разобраться в этом лучше – необходимо посмотреть на пустое пространство. Пустое пространство, на самом деле, не пустое. Оно заполнено виртуальными частицами, которые при появлении сразу же уничтожают друг друга. Когда это происходит на краю чёрной дыры, одна из виртуальных частиц будет втянута внутрь, другая же сможет избежать “засасывания” и станет настоящей частицей. Так чёрные дыры теряют энергию. Долгое время это происходит медленно. Чёрная дыра уменьшается, теряет в массе. И чем она меньше, тем быстрее это происходит. Когда чёрная дыра достигнет массы большого астероида, температура излучения будет комнатной температуры. А когда станет массой с гору, то будет жарить, как Солнце. В последние секунды жизни чёрная дыра выбросит энергию равную энергии миллиардов ядерных бомб в огромном взрыве. Хороший такой предсмертный хрип.
Но весь этот процесс длится невообразимо долго. Для самых больших чёрных дыр, которые мы знаем, потребуется гугол лет для испарения. Это число со 100 нулями. Я думаю, что это настолько долго, что, когда последняя чёрная дыра испарится, это уже никто не сможет запечатлеть.
Чёрные дыры могут “удалить” вселенную.
Когда последняя звезда будет мертва как минимум триллион лет, чёрные дыры будут становиться всё меньше и меньше, пока не взорвутся и не оставят после себя каплю радиации. В этом-то и проблема. В процессе исчезновения чёрные дыры могут удалить важное - Информацию. В физике она понимается, как свойство распределения частиц. Представьте пачку атомов углерода. Распределите их в определённом порядке и вы получите уголь, графит и даже алмазы. Добавим ещё немножко разных атомов – мы получим яблоко. Измените порядок атомов и добавьте что-то новое – получите собаку. Основной строительный материал вселенной един для всех. И без разницы часть он белки или же карандаша. Без информации всё во вселенной было бы одинаковым. По теории квантовой механики, информацию не уничтожить. Информация может изменить форму, но никогда не будет утеряна. Сожгите бумажный лист, и вы получите пепел. Пепел никогда не превратится обратно в бумагу. Но, если у вас получится собрать каждый атом углерода, считать дым и тепло, то, в теории, сможете “возродить” бумажку. Информация бумажки всё ещё находится во вселенной, её лишь трудно прочитать. Если вы каким-либо образом сможете считать каждый атом, частицу и волну излучения во вселенной, то сможете увидеть и даже отследить информацию в них вплоть до Большого взрыва. Но тут чёрные дыры как раз не кстати. Информация делает вещи разными. Чёрная дыра превращает всё в одну “кашу”, уничтожая информацию. Это создаёт Парадокс Информации, который является серьёзной проблемой.
То, что информация неразрушима – фундамент законов физики. Но, может быть, информация вовсе не утеряна?
Где и как чёрные дыры “хранят” информацию?
Давайте сделаем чёрную дыру из печенья. Для начала, мы наполняем комнату печеньем. В какой-то момент комната будет настолько полной, что уже ничего нельзя будет в неё поместить, ни крошки. Больше совсем нет места. Но если мы всё же попытаемся, приложив при этом энергию и силу, комната вожмётся в себя и превратится в чёрную дыру. Но ведь места не стало больше. Добавить ещё больше информации всё также невозможно. Но, что если мы попытаемся? Сама комната станет чуть больше, чтобы создать место для ещё одной крошки или чего угодно. А точнее, для их информации. Получается, чёрная дыра “чуть-чуть” увеличивается за каждую частичку информации. Это похоже на то, как мы кидаем камушки в воду. Сам камень исчезает под толщей воды, но мы сможем сказать, что что-то точно произошло по волнам. Даже самая маленькая чёрная дыра может содержать в себе больше информации, чем человечество производило за всю свою историю. Это достигается хранением информации в самом малом размере, который возможно представить, если не меньше. Уже представляю флешки будущего. Поглощение звёзд да планет чёрной дырой похоже на то, как мы отцифровываем информацию. Это названо «Принципом Голографии». Но если всё так, значит, всё, что мы знаем о вселенной – ложно. И если информация действительно хранится на границе чёрной дыры, то излучение Хокинга может уносить эту информацию. Получается – всё в порядке и можно не сжигать учебники по физике. Парадокс решён! Но нам всё ещё придётся изменить наши понятия о реальности.
По мере того, как люди всё больше узнают о космосе, наше представление об объектах и явлениях меняется. Раньше туманностью называли любые туманные объекты, которые находятся внутри Млечного пути. Как оказалось позже, некоторые из них были галактиками, которые находятся очень далеко от нас. Квазары – это активные ядра галактик, которые выделяют огромное количество энергии. Им принадлежит статус самых ярких объектов во вселенной! Чёрные дыры разгоняют, нагревают и закручивают вещество вокруг себя. Закрученное вещество как бы выстреливает со скоростью близкой к скорости света из чёрной дыры лучом, который называется джетом. Они настолько ярки, что на снимках похожи на звёзды. Только разница в том, что квазары находятся в миллионы раз дальше от звёзд такой же яркости. Отсюда и происходит названия квазара – quasi-stellar radio source (квази-звёздный радио источник). Квази-звёздный означает “похожий на звезду”. С появлением радиоастрономии астрономы стали открывать радиоисточники из космоса. По началу считали, что радиоисточники – звёзды в нашей галактике. Тогда технология радиотелескопов ещё зарождалась, поэтому определить, где находится радиоисточник было практически невозможно. Учёные направляли радиотелескоп на определённый участок небо. После астрономы получали радиосигналы, но от чего конкретно – неизвестно. С появлением новых приборов и технологи учёные делали предположения, что некоторые радиоисточники могут вовсе и не быть звёздами.
Самый первый квазар.
Нам не было известно точное местоположение радиоисточника, но мы знаем точно расположение Луны. В определённый момент Луна заслоняла собой радиоисточник. Учёные направили на это место 64-метровый радиотелескоп, который зафиксировал положение Луны, когда пропал сигнал. И ещё раз, когда сигнал вновь появился.
(фотография 64-ёх метрового радиотелескопа)
(Лунное покрытие)
Объект похож на звезду, но не более. От него отходит что-то вроде тонкой струи. Объект находится в миллионы раз дальше, чем звёзды такой же светимости. При изучении сигнала оказалось, что это не просто точка, а вытянутый объект. Детали исследований и координаты передали астроному Мартину Шмидту. С помощью телескопа (фото ниже) он выявил, что объект находится в 2 миллиардах световых лет от Земли. Учёные предположили, что это звёзды, выброшенные из галактики на огромных скоростях. В последствиях это опровергли. 3C273 - первый квазар, открытый в 1963.
(Мартин Шмидт)
(Телескоп Мартина Шмидта)
Один квазар может быть ярче в тысячу раз целой галактики. Самый яркий квазар ярче нашего Солнца в 600 триллион раз. На сегодняшний день открыты сотни тысяч квазаров.
Самые большие хранилища чистой энергии.
Когда чёрная дыра поглощает объекты, то забирает себе их энергию. Энергия теряется для нас навсегда. Но у нас есть вселенский чит-код, который откроет нам новый способ генерации энергии. С таким запасом мы бы прожили до конца всего или создали бы самую большую бомбу во вселенной. Но разве не всё, что попадает за горизонт событий там и остаётся? Да, но есть одна деталь, которая всё меняет. Чёрные дыры вращаются.
Почему чёрные дыры вращаются?
Звёзды вращаются. А основополагающее свойство нашей вселенной таково: штуки, что вращаются, не хотят останавливаться. Мы назвали это – «Угловой момент». Крутящаяся вещь при уменьшении крутится ещё быстрее. Этим, например, пользуются балерины, когда прижимают руки к телу при вращении. Пока ядро звезды сжимается, её угловой момент заставляет её крутиться ещё быстрее, быстрее и быстрее. Звезда станет чёрной дырой и продолжит крутиться невероятно быстро. Некоторые вращаются миллион раз в секунду.
Но как это даст нам энергию?
Как и у не-вращающихся чёрных дыр, сердце вращающихся чёрных дыр – сингулярность. В сингулярности сконцентрирована вся масса чёрной дыры. Сингулярность обычно описывают, как бесконечную малую точку без площади и объёма. Но точки не могут вращаться, но вращающиеся сингулярности могут. Назовём это – КОЛЬЦЕгулярность. Кольцегулярность – это кольцо с нулевой толщиной, без площади. Кольцегулярность вращается невероятно быстро и вмещает в себя всю массу чёрной дыры. Чёрная дыра вращается так быстро, что искривляет пространство-время. Так появляется новый странный регион пространства-времени – Эргосфера, что обволакивает чёрную дыру. Если внутри чёрной дыры пространство-время полностью поломано, то в эргосфере лишь наполовину. Внутри эргосферы ничего не имеет смысла. Но, в отличие от горизонта событий, в неё можно войти и вернуться обратно. Для сравнения представьте: падение в статичную чёрную дыру, как скатиться в дыру. Находиться же внутри эргосферы вращающейся чёрной дыры – это как закручиваться в водовороте. Чёрная дыра передаёт свою кинетическую энергию в виде вращения всему, что войдёт в эргосферу. Кольцегулярность заставит вас танцевать в пространстве. Вы сможете остановиться только, если сможете двигаться быстрее скорости света. Напомню, что это невозможно. Пора бы уже ввести чит-код.
Как "воровать" у чёрной дыры?
Возьмём, к примеру, сверхмассивную чёрную дыру в центре нашей галактики. Мы можем украсть больше, чем каждая звезда Млечного пути сможет когда-либо излучить за миллиарды лет! Для этого нам нужно бросить что-то в чёрную дыру. Мы уже знаем, что чёрная дыра излучает энергию, которая закручивает нас. Это очень похоже на водоворот. Если вы умны, то догадаетесь плыть по течению. На практике же нам нужно “отправить ракету в эргосферу и поторговаться с чёрной дырой”. Мы дадим массовую энергию, она – энергию вращения. Но это нечестная сделка. Нам достанется больше. К примеру, если вы запустите ракету в космос, то обменяете химическую энергию на кинетическую. Это как плыть в стоячей воде. Но если мы запустим ракету в эргосферу, то это также, как плыть по волнам. Энергия волн толкает корабль сильнее, чем “толкали его вы”. Ускорение настолько велико, что на выходе из эргосферы его будет куда больше, чем на входе. Чёрная дыра отдаёт энергию вращения и слегка замедляется. Для этого нужно "накормить" чёрную дыру. Благо она неразборчива в пище. Продвинутая цивилизация будущего могла бы собирать астероиды и “обменивать” их на энергию. Но есть способ получше. С помощью него, кстати, можно построить самую большую бомбу. Нам нужно только две вещи для постройки такого генератора – вращающаяся чёрная дыра и большое зеркало. Зеркало должно полностью покрывать чёрную дыру. Это напоминает Сферу Дайсона, мега структуру, которая собирает энергию целой звезды. Разница ещё и в том, что наше зеркало будет проще построить. Зеркала проще сделать, а ещё чёрные дыры в разы меньше звёзд. Если сделать зеркало толщиной 10 сантиметров, то металла из одного большого астероида хватило бы на чёрную дыру с массой Солнца. Как только зеркало окажется в нужном месте, нужно будет открыть окно и выстрелить в чёрную дыру электромагнитными волнами. Для сравнения, представьте, что вы бросаете мяч в стену, который отлетает от неё быстрее, чем пуля. Волны попадают в чёрную дыру на скорости света. Крошечная порция волн пропадает за горизонтом событий, но остальная часть проходит через эргосферу. Чёрная дыра передаёт энергию вращения волнам. Волны начинают скакать между зеркалами и чёрной дырой, становясь всё сильнее. Каждый такой отскок усиливает их. Открыв несколько окон в зеркале, мы можем извлечь энергию из волн. Теоретически, это можно использовать для создания источника энергии на триллионы лет! Или же, мы можем взорвать это.
Самая большая бомба во вселенной.
Если волны не выпускать, то они будут становиться всё сильнее и сильнее. Волны будут забирать всё больше энергии у чёрной дыры, пока зеркало не разобьётся. Сверхмассивная чёрная дыра испустила бы столько же энергии, сколько и взрыв сверхновой.
Особенность такого генератора и бомбы в том, что это не научная фантастика. В далёком будущем это может быть единственным способом выжить в умирающей вселенной.
Вращающиеся чёрные дыры могут оказаться единственным источником энергии во вселенной.
Когда свет вселенной угаснет, мы сможем осветить себе путь тьмой.