#Черные дыры

Десятилетиями астрономы не могли понять, что именно скрывается в далекой системе MG B2016+112 — один активный источник или два. Новый анализ данных поддержал второй вариант. Если он верен, перед нами самая тесная известная пара активных черных дыр в ранней Вселенной.

Распространенные модели черных дыр в гало темной материи могут описывать не те профили плотности, которые им приписывают. Причина связана с использованием ньютоновских принципов в области сильной гравитации. Новые расчеты показывают, что в таких моделях может возникать совсем другая среда.

Прошлое галактики можно восстановить по ее звездам и другим наблюдаемым объектам. К их числу относятся и блуждающие черные дыры: как выяснили ученые, положение этих объектов может хранить следы событий, произошедших миллиарды лет назад.

Слушатели узнают про проблему поиска и исследования черных дыр.

Астрофизики выяснили, что таинственные «маленькие красные точки», массово обнаруженные космическим телескопом «Джеймс Уэбб» в ранней Вселенной, представляют собой сверхмассивные черные дыры на стадии сверхбыстрого роста. Симуляции показала, что ультрафиолетовое излучение соседних галактик и экстремально высокая плотность окружающего газа позволяли этим объектам поглощать материю и расти в десятки раз быстрее, чем это способны делать черные дыры в нашу эпоху.

Ученые из МФТИ и ИППИ РАН выяснили, что у квантовых полей вблизи черных дыр (или ускоренно расширяющейся Вселенной) есть «порог нагрева». До этого порога чем выше температура, тем быстрее поле «забывает» свое прошлое. А выше порога нагрев уже не помогает: скорость забывания становится постоянной и определяется не температурой, а самой формой пространства (например, размером горизонта).

Авторы нового исследования показали, что черные дыры, возникшие из гипотетических «темных звезд», могли стать одним из главных источников слабого гравитационного сигнала, который сегодня регистрируют ученые.

Исследователи изучили галактику J0148-4214, свет которой шел до Земли 12,5 миллиарда лет, и с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» обнаружили в ней признаки трех активных массивных черных дыр. Открытие указывает на то, что уже на ранних этапах истории Вселенной могли формироваться сложные системы с несколькими такими объектами.

Ученые впервые зарегистрировали спящую сверхмассивную черную дыру на окраине галактики — в 30 тысячах световых лет от ядра. Невидимый гигант выдал себя лишь тогда, когда разорвал пролетавшую мимо звезду, вызвав мощную вспышку света.

Большой коллектив ученых из Специальной астрофизической обсерватории РАН (п. Нижний Архыз), Астрокосмического центра ФИАН, Крымской астрофизической обсерватории РАН, Санкт-Петербургского государственного университета и МФТИ с коллегами впервые провел комплексный многоволновой анализ переменности блазара Тон 599 за период с 1983 по 2025 год и обнаружил в этих данных скрытый ритм, указывающий на работу двух взаимосвязанных механизмов.

Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.

Сферического коня в вакууме у физиков может и не быть, но аналоги черных дыр в разных приближениях расставлены по лабораториям и позволяют проводить эксперименты. Пока технологий человечества недостаточно, чтобы найти излучение черных дыр, но прямо на Земле ученые узнают о нем все больше.

Ученые нашли способ «увидеть» свойства горизонта событий черной дыры — области, из которой не может вырваться даже свет. Анализ гравитационных волн от недавнего сигнала слияния космических «монстров» помог выявить признаки, напрямую связанные с этой границей. Открытие может стать новым инструментом для изучения самых экстремальных объектов во Вселенной.

Ученые впервые напрямую измерили массу «спящей» сверхмассивной черной дыры в галактике, которая существовала, когда Вселенной было около 3,5 миллиарда лет. Масса объекта составила шесть миллиардов солнечных масс — много больше, чем ожидалось для галактики такого размера. Это открытие поможет понять, как быстро росли черные дыры и их родительские галактики на ранних этапах истории космоса.

Если информация, попавшая в черную дыру, в конечном итоге не теряется, то финальный этап ее существования должен растянуться на гораздо больший срок, чем предсказывает классическая теория испарения Хокинга. К такому выводу пришли авторы новой научной работы. Впрочем, речь идет о теоретической модели, основанной на ряде предположений о квантовой гравитации и сохранении информации при испарении черных дыр.

В популярной литературе сверхмассивные черные дыры чаще всего представляют как разрушители звезд и планет. Авторы новой работы попробовали рассчитать, что на самом деле происходит в окрестностях таких объектов и пришли к противоположному выводу.

Астрономы предложили возможный источник самого мощного нейтрино в истории наблюдений — частицы с энергией 220 петаэлектронвольт, которую зафиксировали с помощью подводного телескопа KM3NeT в Средиземном море. Если ученые правы, их открытие поможет понять, где во Вселенной рождаются частицы экстремальных энергий и как работают одни из самых ярких объектов космоса — блазары.

Черные дыры, возможно, не такие «сломанные» объекты, как считалось полвека. Автор нового исследования показал, что даже в рамках Общей теории относительности черная дыра может избежать сингулярности — точки, где законы физики перестают работать. Если он прав, новая теория гравитации для «спасения» физики внутри космических «монстров» не понадобится.

Самые мощные взрывы в космосе могли сыграть куда большую роль в химической эволюции галактик, чем считалось. Астрономы показали, что асимметричные взрывы массивных светил — так называемые коллапсары — могут объяснить необычный состав скопления Персея, а также древнейших звезд Млечного Пути. Более того, они же, вероятно, стали главным источником ряда тяжелых элементов в ранней Вселенной.

Могла ли темная материя оставить след в гравитационных волнах? Задавшись этим вопросом, физики заявили, что в сигналах от слияния черных дыр, регистрируемых с помощью детекторов LIGO, VIRGO и KAGRA, могут скрываться признаки особо легких скалярных частиц — одних из возможных кандидатов на роль темной материи.

Одни из самых таинственных явлений во Вселенной — мощные голубые вспышки — появляются внезапно, сияют почти как целые галактики и исчезают за считаные дни. Теперь астрономы, похоже, впервые приблизились к разгадке их происхождения: такие события могут возникать при слиянии нейтронной звезды или черной дыры с массивной звездой Вольфа — Райе.

Астрономы впервые использовали гравитационные волны, чтобы косвенно оценить параметры одного из ключевых процессов термоядерного горения в массивных светилах. Именно от него зависит, какие звезды взрываются, какие превращаются в черные дыры и как во Вселенной появляются углерод и кислород — элементы, без которых не было бы ни планет, ни жизни.

Ученые всерьез обсуждают гипотезу о «разумах Дайсона» — цивилизациях, которые могут существовать вокруг черных дыр, используя их энергию. Искать такие системы предлагают по аномалиям в излучении аккреционных дисков и другим техносигнатурам. Если они реальны, наше понимание жизни во Вселенной радикально изменится.

Черные дыры умеют рождаться внутри звезд, но некоторые, как выяснилось, могут сопротивляться. Новое исследование показало, что мощные магнитные поля способны остановить «саморазрушение» светил изнутри. Открытие помогает объяснить загадки центра Галактики и даже пролить свет на природу темной материи.

Космическая обсерватория «Эйнштейн» зарегистрировала необычный рентгеновский сигнал, энергия которого оказалась сопоставима с энергией гамма-всплеска. Проанализировав эти данные, группа астрономов предположила, что стала свидетелем «грязного взрыва» — типа релятивистского выброса при коллапсе массивной звезды, предсказанного более 30 лет назад. Если выводы подтвердятся, это поможет лучше понять механизмы гибели массивных светил.

В центре далекой галактики обнаружили область, почти лишенную звезд. Данные наблюдений, полученные с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», показали, что в крупнейшей галактике скопления Abell 402 отсутствует звездная масса в несколько миллиардов Солнц. Эти светила, вероятно, «выбросило» сближением сверхмассивных черных дыр, одна из которых активно поглощает вещество.

Астрофизики нашли первые признаки того, что перед слиянием нейтронная звезда и черная дыра вращались друг вокруг друга по вытянутой орбите. Проанализировав сигнал гравитационных волн события GW200105 с помощью новой модели, учитывающей сложную динамику системы, исследователи показали, что орбита была эллиптической. Ее форма поможет понять, где и как формируются столь редкие двойные системы.

Новое изображение, полученное с помощью Очень большого телескопа (VLT) Европейской южной обсерватории, помогло астрономам обнаружить новое облако газа, обращающееся вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики — Млечного Пути.

Распределение невидимой материи вокруг сливающихся черных дыр и в космическом пространстве способно искажать форму гравитационных волн, которые ученые ловят с помощью интерферометров. К такому выводу астрофизики пришли, проанализировав потенциальное влияние темной материи на движение компактных объектов и распространение гравитационных сигналов.

Ученые предложили новый способ оценки текущего темпа экспансии Вселенной с помощью едва уловимиого космического гравитационного «гула» от слияний неразличимых компактных объектов. Объединив данные наблюдений наземных интерферометров и статистику не выявленных сигналов, астрофизики получили уточненные ограничения параметра, вокруг которого разгорается один из самых острых споров в современной космологии.

Группа российских ученых из Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН и МФТИ разработала новый тип генератора терагерцового излучения, который станет «сердцем» сверхчувствительных приемников для космических и наземных телескопов. Устройство способно создавать эталонный сигнал высочайшей чистоты. Это достижение решает одну из главных проблем современной астрофизики — создание компактных и надежных источников излучения для наблюдения за самыми холодными и далекими объектами Вселенной.

Звезды — это гигантские шары раскаленного газа, главным образом водорода, с примесью гелия и небольших количеств других элементов. У каждой звезды есть собственный жизненный цикл, который может длиться от нескольких миллионов до триллионов лет, и по мере старения ее свойства изменяются.

Среди самых интригующих открытий космического телескопа «‎Джеймс Уэбб» — компактные объекты, получившие название «маленькие красные точки». Их видели только в самых дальних уголках Вселенной. Большинство возникло в первый миллиард лет после Большого взрыва, и ученые предполагали, что такие источники представляют собой небольшие компактные галактики. Однако международная команда астрономов пришла к иному выводу. Они предположили, что на самом деле «маленькие красные точки» — черные дыры, окруженные массивной газовой оболочкой.

В далекой галактике, которую ученые видят такой, какой она была 12,7 миллиарда лет назад, обнаружили аномально высокое содержание азота. Такая концентрация этого элемента может свидетельствовать о существовании там гигантских звезд массой до 10 000 солнечных масс. Это открытие позволит объяснить, почему столь рано могли появиться сверхмассивные черные дыры, а также прольет свет на то, как формировались первые галактики и какие процессы определяли раннюю историю космоса.

Астрофизики разгадали происхождение «невозможных» черных дыр, столкновение которых наблюдали в 2023 году. Новое моделирование показало, что своим появлением они обязаны магнитным полям — фактору, который ранее не учитывали.

Астрономы впервые зафиксировали настолько мощные, быстро меняющиеся радиосигналы от события приливного разрушения — момента, когда черная дыра разорвала звезду, подошедшую слишком близко. События приливного разрушения ранее фиксировали в центре галактики, но этот случай, получивший название AT2024tvd, произошел примерно в 2600 световых годах от ядра родительской галактики. 

Слушатели разберутся, как общая теория относительности предсказывает существование кротовых нор — гипотетических туннелей в пространстве-времени, которые могут соединять удаленные точки Вселенной.

Модель, представленная учеными из коллаборации DESI и Мичиганского университета (США), может перевернуть представления о происхождении темной энергии. Авторы нового исследования полагают, что черные дыры, поглощая вещество, постепенно преобразовывают его в энергию, гипотетически ответственную за расширение Вселенной.

Слушатели узнают, почему черная дыра не работает как пылесос.

Большая часть материи Вселенной не наблюдается в телескопы — это так называемая темная материя. Один из вариантов ее природы — трудно обнаруживаемые массивные компактные объекты гало (МАЧО, от англ. Massive Compact Halo Objects), к которым относят черные дыры и их возможные скопления.

Чтобы проверить законы физики в условиях, недоступных на Земле, астрофизик Козимо Бамби (Cosimo Bambi) из Фуданьского университета (Китай) предложил отправить к центру ближайшей черной дыры «нанокрафт» — крошечный зонд, способный добраться до цели примерно за 60-75 лет благодаря наземной лазерной установке.

Считается, что небольшие компактные галактики с красным оттенком, которые открыли в 2024 году, существовали в ранней Вселенной, между 0,6 и 1,6 миллиарда лет после Большого взрыва. Теперь такие же объекты открыли совсем рядом с нашей планетой. Это может полностью изменить понимание того, как рождаются такого рода тела.

Гравитационные волны, порожденные слиянием двух черных дыр, не ограничиваются простыми колебаниями. К такому выводу ученые пришли, расшифровав предсказанный Эйнштейном специфический «звон» новорожденных космических «монстров».

За расположившейся в центре далекой галактики PG1211+143 сверхмассивной черной дырой астрономы наблюдают более двух десятилетий. Однако зафиксировать ее необычные «пищевые» привычки удалось только сейчас.

Астрофизики показали, что черная дыра, рожденная в результате слияния нейтронных звезд разной массы, может испускать мощный джет, по яркости сопоставимый с короткими гамма-всплесками — самыми быстрыми и яркими вспышками во Вселенной.

Астрономы впервые зафиксировали релятивистский джет — узкую струю плазмы, вырывающуюся из центра активной галактики Маркарян 110 (Mrk 110). До сих пор ее считали радиотихой, то есть неспособной испускать мощные джеты. Это открытие может изменить представления о природе и поведении активных галактических ядер.

Самые устойчивые объекты во Вселенной — нейтронные звезды, белые карлики и черные дыры — рано или поздно исчезнут. К такому выводу пришли авторы нового исследования, показавшие, что эти сверхплотные тела испаряются под действием квантовых эффектов, возникающих в искривленном пространстве-времени, даже в отсутствие горизонта событий, который ранее считался необходимым условием для излучения Хокинга.

Многие физики, основываясь на общей теории относительности, полагают, что в центре черной дыры есть сингулярность — область пространства-времени, в которой формально сосредоточена вся масса объекта. Она окружена горизонтом событий, делающим внутреннюю часть космического «монстра» недоступной для наблюдений. Но можно ли «убрать» эти компоненты из уравнения? Так поступили авторы нового исследования, представив альтернативные модели черных дыр без сингулярности и в ряде случаев горизонта событий.

Слушатели узнают, как гравитация формирует галактики и влияет на движение планет.

Ученые использовали хром и две прямоугольные призмы, чтобы воссоздать эффект черных и белых дыр на свет. Оптическое устройство успешно поглощает или отталкивает излучение в зависимости от его поляризации.