#сверхмассивные черные дыры

Превратив почти 30 лет наблюдений за сверхмассивной черной дырой в видео, астрономы выяснили, что яркие участки в джете движутся совсем не так, как считалось раньше.

Астрономы обнаружили сразу 31 новый квазар, существовавший в первые сотни миллионов лет после Большого взрыва. Причем один из них оказался самым далеким из всех известных. Это важное открытие: такие объекты помогают понять, как в ранней Вселенной столь быстро выросли сверхмассивные черные дыры и что происходило в эпоху реионизации, когда космос выходил из «темных веков».

Анализ события приливного разрушения звезды AT2024tvd показал, что его вызвала блуждающая сверхмассивная черная дыра. Этот объект путешествует вне ядра своей галактики, где обычно находят такие черные дыры, что подтверждает существование таких «изгнанников». Открытие поможет понять, как галактики растут, сливаются и теряют свои ядра.

У центра Млечного Пути, где гравитация сверхмассивной черной дыры должна была «перемешать» звезды в хаотичное облако, вместо этого наблюдается странная структура: молодые светила образуют одновременно и почти упорядоченный диск, и сильно искаженные, наклоненные и даже «разорванные» популяции. Эту картину астрофизики объяснили влиянием скрытого массивного компаньона, который за несколько миллионов лет перестроил орбиты звезд.

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.

Недавно с помощью космических телескопов ученые открыли сотни очень древних странных объектов, которые назвали «маленькими красными точками». Они выглядели непохоже ни на какие другие, что породило множество версий об их природе. Авторы новой работы считают, что раскрыли загадку как минимум в одном случае — и по их мнению это галактика, где уже есть сверхмассивная черная дыра, но нет звезд, из которых она могла бы образоваться.

Сближение двух сверхмассивных черных дыр, начавшееся всего через миллиард лет после Большого взрыва, может объяснить загадочный избыток гравитационных волн во Вселенной. К такому выводу ученые пришли, подтвердив существование редчайшей пары квазаров и показав, что слияния гигантских галактик в ранней Вселенной происходили гораздо чаще, чем считалось.

В центре Галактики обнаружили целый космический «ручей» из вещества, который может напрямую подпитывать сверхмассивную черную дыру Стрелец А*. Теперь ученые смогут понять, откуда берется топливо для самого изучаемого космического «монстра» Млечного Пути и почему он время от времени становится активнее.

В ядре блазара Markarian 501 (Mrk) обнаружили второй джет — редкое свидетельство возможного существования тесной пары сверхмассивных черных дыр на пороге слияния. Такие системы играют центральную роль в эволюции галактик и считаются источниками гравитационных волн.

Одна из самых ярких космических «ламп» Вселенной неожиданно начала гаснуть. Астрономы впервые наблюдали, как сверхмассивная черная дыра буквально теряет почти все «топливо». Это открытие позволяет увидеть редчайший этап в жизни галактик — момент, когда ее ядро «выключается» прямо на глазах наблюдателя.

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».

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.

Астрофизики создали новую модель образования сверхмассивных черных дыр — они возникают из черных дыр поменьше, слияние которых возможно благодаря внутреннему взаимодействию темной материи.   

В последние годы астрономические наблюдения показали, что уже в самой ранней Вселенной сверхмассивные черные дыры были слишком массивны, чтобы какие-то известные и понятные механизмы могли «дорастить» их до столь больших размеров. Авторы новой научной работы попробовали решить парадокс, комбинируя разные способы роста этих объектов.

«Икание» в центре далекой галактики, замеченное в 2020 году, объяснили кружением маленькой черной дыры, пробивающей дыры в аккреционном диске. Впервые ученые нашли систему из сверхмассивной и обычной черных дыр.

К тому моменту, когда Вселенной было примерно 500 миллионов лет, необычная черная дыра уже успела накопить огромную массу. Анализ ее эволюции позволил астрономам сделать вывод о том, как в молодой Вселенной образовывались настолько массивные и при этом древние объекты.

Разные по характеристикам квазары на самом деле представляют разные этапы эволюции этих ярких объектов. Причем, несмотря на свою яркость, множество из них умудряется «прятаться» от астрономов.

Это означает, что прежние представления об эволюции большинства галактик неверны. Но почему именно так получилось — пока не ясно.