#сверхмассивные черные 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».

Астрофизики предложили новый механизм формирования сверхмассивных черных дыр в первые эпохи существования Вселенной. Ключевую роль в этом процессе сыграла ультралегкая темная материя, которая генерировала ультрафиолетовое излучение, необходимое для коллапса газовых облаков.

Открытые в 2024 году уникальные объекты LRD (Little Red Dots) особенно распространены на самых дальних «окраинах» Вселенной — там, где все выглядит таким, каким было в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Ученые подозревают, что это активные ядра галактик. В то же время они необычно тусклые. Недавно астрофизик предложил объяснение: вероятно, эти молодые галактики затеняет окружающая их плотная газовая среда.

Новый анализ одной из самых массивных гравитационных линз — системы «Космическая Подкова» — позволил косвенным методом обнаружить в центре линзирующей галактики черную дыру с массой около 36 миллиардов солнечных.

Спектроскопический инструмент для изучения темной энергии DESI помог обнаружить 2,5 тысячи кандидатов в активные черные дыры, в том числе рекордное количество промежуточной массы. Открытие расширит представление ученых о популяции этих объектов во Вселенной и заложит основу для дальнейших исследований, касающихся формирования первых черных дыр и их роли в эволюции галактик.

На окраинах нашей галактики наблюдают звезды, которые ей не принадлежат: они разогнались до таких скоростей, что преодолели притяжение Млечного Пути и летят сейчас в межгалактическое пространство. Недавно астрономы рассмотрели их траектории и обнаружили, что многие из них «родом» из крупнейшей галактики-спутника Млечного Пути — Большого Магелланова Облака. Это рождает подозрения, что в нем скрывается источник такого необычного ускорения.

С тех пор как подтвердилось существование сверхмассивных или, по крайней мере, весьма массивных черных дыр в центрах галактик, возник вопрос о том, как выглядят ядра галактик после их столкновений и слияний. Поэтому астрономам крайне интересны двойные сверхмассивные черные дыры. Недавно удалось обнаружить особенно редкий случай — пару таких объектов, которые по массе разительно отличаются друг от друга.

В центре нашей Галактики расположена черная дыра массой в четыре миллиона Солнц, и она отчетливо прослеживается благодаря яркому обрамлению притянутого вещества. Однако так дело обстоит далеко не всегда. Астрономы уверены, что сверхмассивная черная дыра скрывается как минимум в каждой крупной галактике во Вселенной, но во множестве случаев она именно скрывается: ее не видно за непроницаемой газопылевой завесой. Недавно ученые нашли способ распознавать такие замаскированные черные дыры.

Та самая черная дыра, силуэт которой впервые увидел мир, расположена в центре крупной галактики М87 и привлекала к себе пристальное внимание задолго до получения знаменитого изображения: она постоянно бьет в нашу сторону гигантским потоком плазмы, а иногда с ней происходят труднопредсказуемые и не совсем понятные события. Одно из них впервые за много лет удалось зафиксировать во время очередных наблюдений.

Астрономы много лет наблюдают за гигантскими струями плазмы, которые вырываются из ядра галактики Центавр А, но недавно обнаружили нечто новое: неустановленный объект возле одного из потоков отбросил своеобразный двойной шлейф, причем «рукава» устремились из одной точки в разные стороны и образовали угол. Предстоит разобраться, как такое могло получиться.

Одни из самых ярких объектов во Вселенной — квазары — представляют собой активные ядра галактик, питаемые центральными сверхмассивными черными дырами. Электромагнитное излучение, испускаемое этими объектами, позволяет астрономам изучать структуру Вселенной на ранних этапах ее развития, однако мощный радиоджет, исходящий от недавно обнаруженного экстремально яркого квазара J1601+3102, ставит под сомнение существующие представления о «космической заре».

Космическая обсерватория «Джеймс Уэбб» наблюдает самые далекие галактики такими, какими они были всего через несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва. В центрах этих галактик обнаружили черные дыры настолько огромных масс, что космологи не могут понять, как эти объекты могли успеть столь быстро разрастись. На помощь пришла давняя гипотеза так называемых первичных черных дыр, которые считал возможными Стивен Хокинг.

У самого центра одной из окрестных галактик заметили внезапную вспышку, а через два года она повторилась. Ученые уверены, что это картина так называемого приливного разрушения.

С помощью космической обсерватории «Джеймс Уэбб» международная команда астрономов наблюдала галактику, сформировавшуюся всего через 1,5 миллиарда лет после Большого взрыва. В центре этой древней структуры расположилась «прожорливая» черная дыра малой массы под названием LID-568, которая поглощала материю со скоростью, в 40 раз превышающей возможные теоретические пределы.

Каждая крупная галактика имеет в своем центре сверхмассивную черную дыру. И чем больше галактика, тем больше эта черная дыра. Как правило, чем больше галактика, тем она спокойнее, в ней рождается меньше новых звезд. Но что здесь причина, а что — следствие? Как это часто бывает в науке, ответ на вопрос найти удалось, но в результате возникло лишь больше загадок.