#Черные дыры

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.