Перейти до змісту
NASA

Завдяки методу, подібного до ехолокації, дослідники з'ясували масу чорної діри та період її обертання.

Минулого року учені за допомогою телескопу Event Horizon зробили перше фото чорної діри. А вже цьогоріч ученим з Кембриджського університету вдалося дізнатися, що відбувається безпосередньо навколо подібного космічного об'єкта.

Як зазначається у дослідженні, опублікованому у Nature Astronomy, це стало можливим за допомогою новітнього методу ревербаційного картографування, що функціонує за принципом, подібним до ехолокації, яку використовують тварини. Об'єктом дослідження стала надмасивна чорна діра усередині галактики  IRAS 13224-3809, розташованій у сузір'ї Центавра.

 Що вдалося дізнатися науковцям та чому це може змінити майбутнє космічних досліджень – читайте у матеріалі ТСН.ua.

"Ехолокація" і космічні дослідження

Чорні діри неможливо побачити неозброєним оком. Єдиний спосіб дізнатися про них більше – спостерігати за матерією, яку вони поглинають. Під час руху до чорної діри вона нагрівається та починає випромінювати рентгенівські хвилі.

Дослідники Кембриджського університету на чолі з Вільямом Олстоном використали цю особливу властивість для вивчення діри, розташованої у центрі галактики IRAS 13224-3809  на відстані мільярда світлових років від Сонця.

За допомогою приладу Європейського космічного агентства XMM-Newton, що й зробив першу світлину чорної діри, учені зібрали величезний масив даних про далеку галактику (апарат вивчав її понад 5 років), а вже на основі систематизованої інформації, створили створити своєрідну мапу рентгенівської "корони" чорної діри та її акреаційного диску – кільця матерії, що обертається, розташованого відразу за межами горизонту подій.

чорна діра 2
Перше фото чорної діри

Це вдалося зробити за допомогою своєрідної методики, що нагадує ехолокацію у тварин, коли ті видають звуки та прислухаються до луни, щоб орієнтуватися у просторі.

Тоді як частина інфрачервоних променів, що виробляються матерією, яку поглинає діра, прямують безпосередньо у космос, інші відбиваються від навколишніх елементів і витрачають більше часу на те, щоб вийти за межі впливу діри.

"Ця додаткова довжина шляху викликає затримку в часі між рентгенівськими променями, які випромінювалися безпосередньо в короні. Ми можемо виміряти відлуння – цю затримку часу, яку ми називаємо реверберацією", – зазначив Олстон.

На відміну від процесу, що використовувався телескопом Event Horizon для того, щоб створити зображення чорної діри, подібне ревербаційне картографування дає змогу вивчати об'єкти, розташовані дуже далеко, а також досліджувати ділянки, значно ближчі до горизонту подій, передає National Geographic. 

"Ревербаційне картографування не покладається на роздільну здатність. Ця методика використовує світлове відлуння усередині об'єкта, щоб розповісти більше про структури, які можуть бути дуже маленькими або дуже далекими", - зазначила Місті Бенц з Державного університету Джорджії.

Що вдалося з'ясувати про чорну діру

Ревербаційне картографування дало змогу науковцям дізнатися багато цікавого про діру – зокрема, точну геометрію матерії, що її оточує, включно з розмірами її інфрачервоної "корони". Згодом команда змогла використати цю інформацію, щоб обчислити масу чорної діри та її період обертання.

І хоча подібна технологія вже використовувалася раніше для дослідження інших чорних дір, проте жодні попередні спостереження не були такими тривалими, а  джерело – настільки непостійним, як IRAS 13224-3809. На основі нового методу команда дійшла висновку, що розташована у центрі галактики надмасивна чорна діра має таку ж масу, як два мільйони Сонць, і обертається настільки швидко, наскільки це можливо, якщо не суперечити законам фізики. 

Олстон та його команда також зібрали динамічні зображення того, як інфрачервона корона чорної діри змінюється протягом часу. Ґрунтовні дослідження учених роблять результати експерименту надзвичайно переконливими.

"Автори проводили один і той самий експеримент 16 разів – значно більше, ніж у межах будь-яких попередніх досліджень. Це дозволило виокремити шматки, які не змінювалися", - зазначила Місті Бенц у коментарі National Geographic.

Майбутнє дослідження

Оскільки кожна велика галактика містить у центрі надмасивну чорну діру, нова методика має велике значення для майбутнього космічних досліджень. Дізнавшись, як обертаються чорні діри, учені зможуть зрозуміти, як вони та галактики, у яких ті існують, розвинулися та еволюціонували.

Один спосіб, у який може утворитися галактика – за допомогою зіткнення та злиття кількох маленьких галактик. Коли подібні галактики зливаються, те ж саме роблять розташовані у центрі чорні діри.

За словами Олстона, якщо подібні зіткнення є хаотичними, то це може надати чорній дірі більший розмір та вплинути на спосіб її обертання. Інший спосіб, у який чорна діра може "збільшитися" – завдяки постійному потоку газу у галактику.

У цьому випадку обертання діри буде швидшим. Можливо, саме тому чорна діра у центрі IRAS 13224-3809 обертається настільки швидко. Проте дослідники зазначаються, що робити висновки ще зарано.

У майбутньому Олстон та його колеги планують використати метод ревербаційного картографування для того, щоб визначити характери обертання (а разом з ними і історії формування) сотень чорних дір, розташованих неподалік, створюючи своєрідних "реєстр" космічних об'єктів.

Виходячи з того, наскільки далеко розташовані ці чорні діри, вчені можуть з'ясувати, як "зростали" галактики. Нагадаємо, нещодавно стало відомо, що надмасивна діра усередині Чумацького шляху стала активнішою. Що відбувається - читайте у матеріалі ТСН.ua

Відео Вченим вдалося сфотографувати ореол світла навколо чорної діри

Відкриття, яке змінює уявлення про Всесвіт. Ученим уперше в історії вдалося сфотографувати ореол світла навколо чорної діри. Це фото наочно підтверджує теорію відносності Ейнштейна.  

Вченим вдалося сфотографувати ореол світла навколо чорної діри