#сверхмассивные черные дыры

Зафиксировав более десяти миллионов экстремальных космических объектов с помощью сети радиотелескопов LOFAR, ученые разработали первую детализированную карту северной части неба в низкочастотном диапазоне. Обзор обеспечил крупнейшую выборку активно «питающихся» сверхмассивных черных дыр и позволил изучить процессы, практически невидимые для оптических наблюдений.

Спустя менее миллиарда лет после Большого взрыва сверхмассивные черные дыры разрушали звезды значительно чаще, чем сегодня. Новая компьютерная модель показала, что 12-13 миллиардов лет назад частота таких катастрофических событий была в десятки-сотни раз выше современной, а следы «поедания» светил можно искать в ярких вспышках и гравитационных волнах.

Изучив «тихие» сверхмассивные черные дыры в ближайших галактиках с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы выяснили, что даже при слабой активности они нагревают и перераспределяют окружающий газ, тем самым меняя условия звездообразования. Новые данные подкрепляют идею о том, что малоактивные черные дыры — скрытые архитекторы галактик.

Астрофизики построили модель, согласно которой «маленькие красные точки», загадочные плотные объекты в ранней Вселенной, — это черные дыры, возникшие сразу из газовых облаков и миновавшие длительную стадию звездной эволюции. Именно сценарий прямого коллапса объяснил аномально высокую массу небесных тел и отсутствие у них рентгеновского излучения.

С помощью сети радиотелескопов VLA (Very Large Array) и VLBA (Very Long Baseline Array) астрономы наблюдали крайне редкое явление — слияние трех галактик, каждая из которых содержит сверхмассивную черную дыру. Система, обозначенная как J1218/J1219+1035, расположилась примерно в 370 миллионах световых лет от Земли, а ее дальнейшее изучение позволит понять, как растут и взаимодействуют эти космические «монстры».

При слиянии галактик вблизи центральных черных дыр скапливается молекулярный газ, что, как думали ученые, способствует резкому росту их массы. Чтобы выявить этот скачок роста, астрономы понаблюдали за сблизившимися галактиками. Оказалось, даже на таком «пиршестве» многие черные дыры продолжают «сидеть на диете».

Начиная с 1970-х годов астрономы предполагали, что сверхмассивные черные дыры могут «убегать» от своих галактик. Впервые подтвердить, что след из ионизированного газа, протяженностью около 200 тысяч световых лет, оставил выброшенный из карликовой галактики RCP 28 космический «монстр», удалось с помощью обсерватории «Джеймс Уэбб».

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.

Наблюдая за галактикой CANUCS-LRD-z8.6 с помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб», астрономы обнаружили в ее центре сверхмассивную черную дыру. Хотя она существовала всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва, ее масса оказалась рекордной для столь ранней эпохи.

До сих пор считалось, что сверхмассивные черные дыры в ранней Вселенной росли за счет бесконтрольного поглощения вещества. Однако, смоделировав условия, царившие в космосе вскоре после Большого взрыва, астрофизики выяснили, что этот процесс проходил в два разных этапа.

Ученые из коллаборации LIGO, VIRGO и KAGRA впервые зафиксировали гравитационно-волновые события, указывающие на существование черных дыр второго поколения — «потомков» предыдущих слияний. Открытие позволит понять, как именно во Вселенной рождаются сверхмассивные черные дыры.  

Астрономы повторно изучили одну из «маленьких красных точек», открытых телескопом «Джеймс Уэбб». Они обнаружили, что центральный объект этой небольшой и очень древней галактики — черная дыра в 50 миллионов масс солнца. При этом остальная материя в окружающей ее галактике по массе куда меньше. Все это указывает на невозможность формирования подобной дыры из звезд: ей пришлось возникнуть по какому-то совсем иному механизму, несовместимому со стандартной космологической моделью.

Изображение блазара PKS 1424+240, полученное с помощью радиоинтерферометра VLBA, напомнило астрономам легендарное «Око Саурона» из «Властелина колец» — джет, пронизывающий кольцеобразное магнитное поле объекта, устремлен к нашей планете, а сам блазар может оказаться одним из наиболее ярких источников нейтрино в космосе.

Новое изображение искривленного джета, вырывающегося из центра галактики OJ 287 — той самой, что вспыхивает каждые 12 лет, — стало первым визуальным подтверждением наличия в ее сердце двойной черной дыры.

Астрономы предложили необычный способ обнаружения двойных систем сверхмассивных черных дыр в сливающихся галактиках: по расчетам ученых, эти объекты сами должны выдавать свое присутствие благодаря известному феномену — гравитационному линзированию.

Астрономы наблюдают в миллиардах световых лет от нас необычную галактику с двумя ядрами, а значит, с двумя сверхмассивными черными дырами. При подробном рассмотрении между ними заметили третью. Теперь у ученых сложилось мнение, что она возникла именно так, как, по всей видимости, рождались первые сверхмассивные черные дыры во Вселенной: в результате коллапса плотного сгустка вещества.

В далеких галактиках зафиксировали три явления с беспрецедентными выбросами энергии и притом необычной продолжительностью. Ученые заверили, что это не взрывы сверхновых и тем более не столкновения звезд, а события гораздо более редкие.

Сегодня во Вселенной известны всего два типа черных дыр: звездной массы (от нескольких до десятков, реже — сотен солнечных масс) и сверхмассивные (от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца). Но поскольку Общая теория относительности допускает существование черных дыр практически любой массы, ученые продолжают поиски «промежуточных» объектов. Недавно, проанализировав данные 11 гравитационно-волновых событий, астрофизики сообщили об обнаружении пяти кандидатов в такие черные дыры.

Кандидатов в гипотетические темные звезды — светила, питающиеся не термоядерным синтезом, а аннигиляцией частиц темной материи — впервые обнаружили в 2023 году. Тогда астрономы располагали только фотометрическими данными. Авторы нового исследования проанализировали спектры этих объектов и показали, что они согласуются с теоретической моделью темных звезд.

Аномальное поведение звезд у самого центра некоторых галактик позволило заподозрить, что в них скрывается не одна, а сразу две сверхмассивные черные дыры. Интересно, что в этом списке кандидатов оказалась галактика М87 — обладательница той черной дыры, которая прославилась как «впервые сфотографированная».