Перейти к содержанию
NASA

Благодаря методу, подобному к эхолокации, исследователи выяснили массу черной дыры и период ее вращения.

В прошлом году ученые с помощью телескопа Event Horizon сделали первое фото черной дыры. А уже в этом году ученым из Кембриджского университета удалось узнать, что происходит вокруг подобного космического объекта.

Как отмечается в исследовании, опубликованном в Nature Astronomy, это стало возможным с помощью новейшего метода ревербационного картографирования, что функционирует по принципу, подобныму к эхолокации, которую используют животные. Объектом исследования стала сверхмассивная черная дыра внутри галактики IRAS 13224-3809, расположенной в созвездии Центавра.

Что удалось узнать ученым и почему это может изменить будущее космических исследований – читайте в материале ТСН.ua.

"Эхолокация" и космические исследования

Черные дыры невозможно увидеть невооруженным глазом. Единственный способ узнать о них больше – наблюдать за материей, которую они поглощают. Во время движения к черной дыре она нагревается и начинает излучать рентгеновские волны.

Исследователи Кембриджского университета во главе с Уильямом Олстоном использовали это особое свойство для изучения дыры, расположенной в центре галактики IRAS 13224-3809 на расстоянии миллиарда световых лет от Солнца.

С помощью прибора Европейского космического агентства XMM-Newton, что и сделал первую фотографию черной дыры, ученые собрали огромный массив данных о далекой галактике (аппарат изучал ее 26 дней в течение более чем 5 лет), а уже на основе систематизированной информации, создали своеобразную карту рентгеновской "короны" черной дыры и ее акреационного диска – вращающегося кольца материи, расположенного сразу за пределами горизонта событий.

чорна діра 2
Первое фото черной дыры

Это удалось сделать с помощью своеобразной методики, что напоминает эхолокацию у животных, когда те издают звуки и прислушиваются к эхо, чтобы ориентироваться в пространстве. Ведь тогда как часть инфракрасных лучей, производимых материей, которую поглощает дыра, направляются непосредственно в космос, другие отражаются от окружающих элементов и тратят больше времени на то, чтобы выйти за пределы влияния дыры.

"Эта дополнительная длина пути вызывает задержку во времени между рентгеновскими лучами, которые возникли непосредственно в короне. Мы можем измерить эхо – эту задержку времени, которую мы называем реверберацией", – сказал Олстон.

В отличие от процесса, который использовался телескопом Event Horizon для того, чтобы создать изображение черной дыры, подобное ревербационное картографирование дает возможность изучать объекты, расположенные очень далеко, а также исследовать участки, значительно ближе к горизонту событий, передает National Geographic. 

"Ревербационное картографирование не полагается на разрешение. Эта методика использует световое эхо внутри объекта, чтобы рассказать больше о структурах, которые могут быть очень маленькими или очень далекими", - отметила Мисти Бенц из Государственного университета Джорджии.

Что удалось выяснить про черную дыру

Ревербационное картографирование позволило ученым узнать много интересного о дыре – в частности, точную геометрию материи, что ее окружает, включительно с размерами инфракрасной "короны". Впоследствии команда смогла использовать эту информацию, чтобы вычислить массу черной дыры и ее период вращения.

И хотя подобная технология уже использовалась ранее для исследования других черных дыр, однако никакие предварительные наблюдения не были такими длительными, а источник – настолько непостоянным, как IRAS 13224-3809. На основе нового метода команда пришла к выводу, что расположенная в центре галактики сверхмассивная черная дыра имеет такую же массу, как два миллионы Солнц, и вращается настолько быстро, насколько это возможно, если не противоречить законам физики.

Олстон и его команда также собрали динамические изображения того, как инфракрасная корона черной дыры меняется в течение времени. Основательные исследования ученых делают результаты эксперимента чрезвычайно убедительными.

"Авторы проводили один и тот же эксперимент 16 раз – значительно больше, чем в рамках каких-либо предварительных исследований. Это позволило выделить куски, которые не менялись", - отметила Мисти Бенц в комментарии National Geographic.

Будущее исследование

Поскольку каждая крупная галактика содержит в центре сверхмассивную черную дыру, новая методика имеет большое значение для будущего космических исследований. Узнав, как вращаются черные дыры, ученые смогут понять, как они и галактики, в которых они существуют, развились и эволюционировали.

Один способ, в который может образоваться галактика – с помощью столкновения и слияния нескольких маленьких галактик. Когда подобные галактики сливаются, то же самое делают расположенные в центре черные дыры.

По словам Олстона, если подобные столкновения являются хаотическими, то это может придать черной дыре больший размер и повлиять на способ ее вращения. Другой способ, благодаря которому черная дыра может "увеличиться" – постоянный потоку газа в галактику.

В этом случае вращения дыры будет быстрее. Возможно, именно поэтому черная дыра в центре IRAS 13224-3809 вращается настолько стремительно. Однако исследователи указыват на то, что делать выводы еще рано.

В будущем Олстон и его коллеги планируют использовать метод ревербационного картографирования для того, чтобы определить характеры вращения (а вместе с ними и истории формирования) сотен черных дыр, расположенных неподалеку, создавая своеобразных "реестр" космических объектов.

Исходя из того, насколько далеко расположены эти черные дыры, ученые могут выяснить, как "росли" галактики. Напомним, недавно стало известно, что сверхмассивная дыра внутри Млечного пути стала активнее. Что происходит - читайте в материале ТСН.ua. .

Видео Ученым удалось сфотографировать ореол света вокруг черной дыры

Открытие, которое меняет представление о Вселенной. Ученым впервые в истории удалось сфотографировать ореол света вокруг черной дыры. Это фото наглядно подтверждает теорию относительности Эйнштейна.  

Ученым удалось сфотографировать ореол света вокруг черной дыры