Галактика под названием Маркарян 231, расположенная в районе Большой Медведицы в восьми миллионах световых лет от нас, умирает. Ее убила собственная центральная черная дыра, когда она решила присоединить к себе соседнюю галактику. Так утверждает группа астрофизиков под началом Сильвана Вейло (Syl­vain Veilleux) из Университета штата Мерилэнд.

Это довольно крупная галактика, по общей звездной массе превышающая Млечный путь в три раза, в центре которой находится черная дыра, тоже в три раза массивней нашей.

Как известно, большинство галактик имеют в своем центре сверхмассивную черную дыру. Поскольку существование черных дыр до сих пор пока не доказано, будем понимать под этим термином сверхмассивное тело. Каждая такая дыра все время втягивает то, что попадается в сети ее мощной гравитации. Одни притягивают мало вещества, другие, если пространство вокруг них изобилует звездами и межзвездным газом, много. Поглощаемая материя, прежде чем навсегда исчезнуть, начинает интенсивно излучать фотоны разных частот и тем самым повышает температуру вокруг черной дыры. Эта температура может подняться настолько, что даже гравитация черной дыры перед ней не устоит. В этом случае вещество галактики станет не тянуться к черной дыре, а отталкиваться от нее фотонами.

Такой вариант наиболее возможен при слиянии двух сравнимых по размеру галактик, когда масса новых звезд попадает в окрестность черной дыры, свет вокруг нее превышает некий предел и галактика взрывается. Кокон из звезд и межзвездного вещества уносится от нее прочь, и галактика уже больше никогда не породит новых небесных тел, превратившись в коллекцию быстро стареющих звезд.

Именно это обнаружили астрономы, наблюдая за галактикой Маркарян 231. Она давно известна именно тем, что в настоящий момент сливается с другой галактикой, однако только сейчас ученые увидели, что ее газовый кокон несется прочь от ее центра со скоростью 1000 км/сек, за 9 секунд покрывая расстояние от Москвы до Владивостока.

 …поглощает свою спутницу звезду-гиганта...

Относительно небольшая черная дыра производит чрезвычайно сильные струи и накручивает на себя материю своей спутницы звезды-гиганта. Струи являются самыми большими из когда-либо обнаруженных. Но самая необычная особенность этой замечательной черной дыры не ее производство энергии, а то как она испускает энергию.

«Выход энергии внушителен, но сопоставим с яркостью X-лучей так называемых ультралюминесцентных рентгеновских источников,» сказал Манфред Пэкалл (Manfred Pakull), ведущий автор новой статьи, опубликованной на этой неделе 7 июля в журнале Nature. «Представление о том, что существуют тяжеловесы, которые генерируют большую часть своей энергии в виде струй (кинетической энергии), а не в виде излучения (фотонов) является относительно новым.»

Черные дыры, как известно, испускают невероятное количество энергии, когда они глотают материю, и большая часть энергии выходит в виде излучения, в основном X-лучей. Но эта новая, уносящая газ, черная дыра, названная S26, показывает, что некоторые черные дыры могут выпустить по крайней мере так много энергии, и возможно намного больше, в форме коллимировавших струй быстро двигающихся частиц.

«Эта черная дыра — только несколько солнечных масс, но является реальной миниатюрной версией самых сильных квазаров и радио-галактик,» сказал Пэкалл, «которые содержат черные дыры с массами в несколько миллионов раз больше, чем масса Солнца.»

Этот объект — микроквазар, который сформирован двумя объектами — или белый карлик, нейтронная звезда или черная дыра, наряду с сопутствующей звездой. Х-лучи образованы материей, «падающей» из одного компонента к другому, и могут произвести струи быстродействующих частиц. Быстрые струи врезаются в окружающий межзвездный газ, нагревая его и вызывая расширяющийся пузырь, сделанный из горячих газовых и ультрабыстрых частиц, сталкивающихся в различных температурах.

Из дюжины микроквазаров, которые были найдены в Галактике Млечного пути, большинство пузырей, являются довольно маленькими, – меньше чем 10 световых лет. Но этот составляет 1000 световых лет в ширину. Плюс этот микроквазар в десятки раз более сильный, чем ранее замеченные.

Используя телескоп ESO и телескоп Chandra X-ray, Пэкалл и его команда смогли наблюдать области, где удар струй в межзвездный газ происходит вокруг черной дыры, и увидеть, что пузырь горячего газа раздувается со скоростью почти одного миллиона километров в час.

Струи одинаково внушительны, приблизительно 300 парсек длиной, и хотя сильные струи были замечены из супермассивных черных дыр, они, как полагали, были менее частыми в небольшом разнообразии микроквазаров.

«Длина струй в NGC 7793 удивительна, по сравнению с размером черной дыры, от которой они исходят,» сказал соавтор Роберт Сория (Robert Soria). «Если бы черная дыра была уменьшена к размеру футбольного мяча, то каждая струя простиралась бы от Земли до орбиты Плутона и дальше».

S26 расположен на расстоянии в 12 миллионов световых лет, в районе спиральной галактики NGC 7793. Исходя из размера и скорости расширения пузыря, астрономы рассчитали, что реактивная деятельность, должно быть, продолжается в течение по крайней мере 200000 лет.

Со всей этой невероятной скоростью и размером какое будущее у этого микроквазара?

«Да, скорость расширения (275 км/с) весьма внушительна, но она уменьшится со временем,» сказал Пэкалл. «Если бы она была намного ниже, скажем 70 км/с, то газ не излучал бы так много оптического света, и мы не смогли бы обнаружить пузырь. Будущее S26 зависит от развития центрального микроквазара, который испускает струи. Я ожидаю, что он может быть активен еще от 100000 до миллиона лет».

Пэкалл добавил, что это новое открытие поможет астрономам понять сходство между маленькими черными дырами, сформированными из взорванных звезд и супермассивными черными дырами в центрах галактик, и он надеется, что эта публикация будет стимулировать больше теоретической работы для того, чтобы ответить на вопрос: «Как черные дыры производят энергию?»

http://www.eso.org/public/news/eso1028/ 

Изображение (ниже) представляет собой компьютерную анимацию и иллюстрирует вращающуюся чёрную дыру. Газ образует структуру в форме диска и вращается вокруг чёрной дыры, закручиваясь по спирали, как в водовороте. Линии, идущие от полюсов чёрной дыры, представляют собой струи газа, выброшенного из непосредственных окрестностей чёрной дыры с очень большой скоростью, почти равной скорости света.

А это ещё одна чёрная дыра Cygnus X-1:

Изображение  спектра черной дыры, которое похоже на спектр солнечного света, полученного с помощью призмы. Эти Рентгеновские лучи сортируются согласно их энергии с самого высокого - лучи в центра изображения и далее - менее энергетические лучи. Снимок получен 18 апреля 2000 года:

В своё время астрономы получили наблюдательные подтверждения того, что некоторые чёрные дыры вращаются вокруг своей оси, подобно водоворотам.

Tod Strohmayer (NASA's Goddard Space Flight Center) исследовал одну из двойных систем с чёрной дырой с помощью орбитального телескопа Rossi X-ray Timing Explorer и нашёл необычные детали в рентгеновском излучении этой системы, которые раньше были видны только у вращающихся нейтронных звёзд. Следовательно, чёрные дыры, как и нейтронные звёзды, могут вращаться вокруг своей оси. Strohmayer представил результаты своих исследований на Весенней Конференции Американского Физического Общества в Вашингтоне.

"Мы видим, что почти все космические объекты вращаются вокруг своих осей, это и планеты, и звёзды, и галактики," - говорит Strohmayer. "С чёрными дырами - сложнее, очень трудно непосредственно увидеть, что они вращаются, так как у них нет твердой поверхности, по которой можно было бы отметить вращение. Мы можем, однако, видеть свет, излучённый веществом, падающим на чёрную дыру. Вещество очень быстро вращаетя вокруг чёрной дыры, прежде чем исчезнуть в ней навсегда."

Рентгеновский телескоп Rossi X-ray Timing Explorer, запущенный на орбиту в декабре 1995 года, помог обнаружить новый тип мерцаний в рентгеновском излучении от нейтронных звёзд. Причиной этих мерцаний, названных квазипериодическими осцилляциями (КПО), является очень горячий газ, вращающийся вокруг нейтронной звезды по очень близкой, последней устойчивой орбите.

Объектом исследований Strohmayer был источник GRO J1655-40, микроквазар, расположенный на расстоянии 10000 световых лет от Земли. Микроквазар - это специфический вид чёрной дыры со струями сильно релятивистских частиц, вылетающих перпендикулярно плоскости, в которой вращается окружающий чёрную дыру газовый диск.Strohmayer обнаружил две КПО - на частотах 300 и 450 герц.

Масса чёрной дыры была определена ранее по оптическим наблюдениям GRO J1655-40 и составляет семь масс Солнца. "Вращающаяся чёрная дыра изменяет пространство вблизи себя" - говорит Strohmayer. "Вращение позволяет веществу двигаться по более близкой орбите и с большей скоростью по сравнению с отсутствием вращения. Для чёрной дыры в GRO J1655-40 мы можем сейчас утверждать, что единственный способ образовать осцилляции с частотой 450 герц - это вращение".

Инцидент во Вселенной: астрономы сфотографировали гибель галактики

Исследователям НАСА удалось зафиксировать гибель галактики. На снимках, размещенных на сайте телескопа "Чандра", зафиксировано, как соседняя с нашей галактика поглощается гигантской чёрной дырой. Сверхмассивную черную дыру, уничтожающую галактику мощным потоком частиц, американским астрономам удалось запечатлеть впервые. Подобное явление, названное астрономами "предсмертной агонией галактики", встречается очень редко и заслуживает тщательного изучения. За этим действом на протяжении недели наблюдал аппарат, находящийся в космическом пространстве. Телескоп способен передавать на землю то, что происходит на расстоянии триллионов километров от Солнечной Системы, сообщают Вести.Ru. На некоторых снимках отчетливо видно, как яркий луч обрушивается на расположенную по соседству галактику, а после удара поток рассеивается и меняет свое направление. Процесс контакта потока излучения и галактики начался по космическим меркам не очень давно - около миллиона лет назад, в звездной системе, где идет процесс слияния двух галактик. Считается, что "черные дыры" располагаются в центре многих, если не всех, галактик. В данном случае "черная дыра" большей из двух галактик выбросила мощный поток заряженных частиц, который угодил в галактику, находящуюся на расстоянии 1,4 млрд световых лет от Земли. Подобные потоки несут с собой огромное количество радиации (рентгеновские и гамма-лучи), которое может быть катастрофическим для атмосферы планет типа Земли. У данного космического процесса есть и положительный момент: воздействие заряженных частиц может привести к формированию большого числа звезд и планет.

http://rnd.cnews.ru/natur_science/news/top/index_science.sht...

 

…плюются звёздами…

Астрономы раскрыли тайну звезды, покидающей нашу Галактику с невероятной скоростью. Пинка голубому страннику дала черная дыра, когда рушила семью из трех связанных между собой звезд.

В астрономии неожиданные выводы о происхождении и эволюции различных объектов могут основываться порой на самых тривиальных наблюдениях. При помощи космического телескопа имени Хаббла ученым удалось восстановить полную драматизма судьбу звезды, которая уносится из нашей Галактики с умопомрачительной скоростью.

Беглецы

В 2005 году астрономы обнаружили в направлении на соседнее с Млечным Путем Большое Магелланово облако звезду HE 0437−5439, которая несется от Земли со скоростью 2,5 млн километров в час. Это в три раза больше скорости вращения Солнечной системы в Галактике. С тех пор ученые увидели еще 16 звезд, покидающих Галактику с огромными скоростями, но причин такой спешки понять не могли. «Звезды несутся с невероятной скоростью, в два раза больше той, что необходима им для преодоления гравитационного поля Галактики», — пояснил Уоррен Браун, охотник за убегающими звездами из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики. Одна из них — звезда HE 0437−5439 значительно отдалилась от галактического диска, оказавшись от центра Млечного Пути на расстоянии 200 тыс. световых лет (при этом диаметр самого диска галактики составляет 100 тыс. световых лет).

Чтобы определить область пространства, от которой «убегает» звезда, астрономы несколько лет следили за собственным движением звезды на фоне далеких галактик. Наблюдения на обзорной камере телескопа Хаббла показали, что звезда когда-то вылетела строго из центра Млечного Пути, где по современным представлениям находится сверхмассивная черная дыра. Однако главная странность звезды заключается в том, что в центре Галактики она находилась 100 млн лет назад, но по химическому составу и массе (примерно девять солнечных) звезде максимум 20 млн лет. И как объяснить разницу в 80 млн лет – вот вопрос, который встал перед астрономами.

Вечные странники

По спектральному классу и массе астрономы с большой долей уверенности отнесли звезду к необычному типу объектов — так называемым голубым «отставшим звездам» (или приблудным, странникам – от англ. straggle). Так называют горячие звезды шаровых скоплений, возраст которых по непонятным причинам намного меньше возраста остальных звезд скопления. Эти странники, которых немало находят в шаровых скоплениях, нарушают стандартные теории звездной эволюции, по которым все звезды, образовавшиеся одновременно, должны находиться в пределах четко определенных границ на диаграмме «цвет — звездная величина».

В случае с HE 0437−5439 единственным сценарием неожиданного омоложения звезды стало ее образование при слиянии двух других звезд. А исходный ансамбль, из которого остался лишь один объект, состоял из трех звезд.

Космический бильярд

Браун полагает, что изначально в центральной области Галактики существовала гравитационно связанная группа трех звезд, две из которых образовывали тесную двойную систему. На определенном этапе черная дыра вырвала из группы одиночную звезду, а оставшейся паре достался излишек углового момента, отбросивший ее от центра Галактики.

По мере удаления от него звезды претерпели обычную эволюцию, в ходе которой более массивная превратилась в красный гигант и медленно поглотила компаньона. Так две старые звезды дали жизнь голубому страннику. Работа ученых опубликована в Astrophysical Journal Letters.

Такое недружественное поведение — характерная черта черных дыр. В мае Infox.ru рассказывал, как черные дыры способны швыряться друг другом.

http://www.infox.ru/science/universe/2010/07/23/Mlyechnyyy_put_vyysh.phtml

…но чёрная дыра может и сама получить сверхгалактический пинок…

Фото Netherlands Institute for Space Research

Открытие, сделанное нидерландской студенткой из Университета Утрехта, может изменить представления ученых об устойчивости галактик и черных дыр в их центрах.

Сверхмассивные черные дыры массой в миллиарды масс Солнца астрономы привыкли отождествлять с центрами галактик, удерживающими звезды, межзвездный газ и остальные объекты, и не дающими им разлетаться в стороны. Дипломница Марианна Хейда решила выяснить, всегда ли эти массивные релятивистские объекты лежат в ядрах галактик.

Хейда с коллегами воспользовались данными Слоуновского цифрового обзора неба, сравнив их с объектами из каталога ренгеновских источников космической обсерватории Chandra. Среди рентгеновских источников астрономов интересовали не все. Из каталога они выбрали одни из самых ярких, так называемые ультрамощные рентгеновские источники светимостью больше 10⁴⁰ эрг/сек. Такими источниками во вселенной могут быть лишь три типа объектов – остаток от взрыва сверхновой, черная дыра промежуточной массы или результат слияния двух сверхмассивных черных дыр. Среди подходящих по светимости источников астрономы искали те, что не лежат в центрах галактик, а отстоят от них на 2−10 угловых секунд. Таким методом Хейда выделила из общего списка сверхяркий источник J122518.6+144545. Он находится в галактике, которая расположилась в полумиллиарде световых лет от Земли. Оказалось, что искомый объект лежит не в центре галактики, а находится в 3,2 килопарсека от него. А примерно в 1 градусе от выделенного объекта находится еще один, более яркий рентгеновский источник, наблюдаемый в видимом диапазоне.

Светимость и ряд других свойств первого источника указывает на то, что это сверхмассивная черная дыра. А ее яркий оптический компаньон — вероятно, аккреционный диск.

Гравитационно-волновая ракета

Оказаться на окраине родной галактики сверхмассивная черная дыра могла только при очень нетривиальных условиях. До сих пор их считали просто теоретической выдумкой. Хотя и подсчитали несколько лет назад, как при слиянии черных дыр образующаяся дыра может получить импульс (как говорят, «кик» — удар, пинок, kick). Связан эффект с несимметричным излучением гравитационных волн. Он наблюдается, если слияние происходит в присутствии аккреционного диска. Этот эффект получил название гравитационно-волновой ракеты. А совсем недавно при помощи суперкомпьютеров удалось подсчитать, с какой скоростью должны вращаться вокруг друг друга дыры-родители, чтобы получившийся объект унесло в нужную точку. Теперь теорию можно примерить к реальности.

«Мы обнаружили куда больше, чем просто новый класс рентгеновских источников», — пояснила Хейда. Открытия слившихся, выброшенных черных дыр помогут глубже понять характеристики черных дыр перед их слиянием. В будущем астрономы намерены, в том числе при помощи космического аппарата LISA, наблюдать за столкновением черных дыр, фиксируя гравитационные волны. Работа исследователей доступна в архиве электронных препринтов.