Прояснен механизм формирования сверхмассивных черных дыр
в молодой Вселенной
Группа ученых из Стэнфордского университета, Национальной ускорительной лаборатории SLAC и
Центра космических полетов Годдарда ( в США ) показала, что первые черные дыры не могли быстро
увеличивать свою массу за счет окружающих облаков газа и пыли.
Компьютерное моделирование взаимодействия рентгеновского излучения черной дыры ( в центре )
и облаков газа ( показаны синим ) через 400 млн лет после Большого взрыва; возраст черной дыры
составляет 200 миллионов лет:
Иллюстрация компьютерной модели авторов работы
Авторы провели наиболее детальное на сегодня моделирование процессов формирования и роста пер-
вых черных дыр во Вселенной; в основу модели были положены данные, полученные при исследова-
нии космического реликтового излучения. Ученые наблюдали за тем, как виртуальные облака газа, по-
явившиеся после Большого взрыва, постепенно объединялись друг с другом под влиянием силы тяго-
тения и образовывали массивные «горячие» звезды, излучение которых выталкивало близлежащий газ
далеко в космическое пространство. Одна из таких звезд довольно быстро завершила свое существова-
ние: произошел гравитационный коллапс, и на её месте образовалась черная дыра. При этом в непо-
средственной близости от нее вещества практически не было, а значит, не было и возможности эффек-
тивно «набирать вес».
«Однако специалисты уже наблюдали в молодой Вселенной квазары, связанные со сверхмассивными
черными дырами, - замечает ведущий автор работы Марсело Альварес ( Marcelo Alvarez ).
- Мы постарались найти объяснение стремительному росту этих черных дыр». Обработав результаты
моделирования, ученые обнаружили, что под воздействием рентгеновского излучения, которое испус-
кается при попадании вещества в черную дыру ( отметим, что ее масса все же увеличивалась, хотя и
незначительно: менее чем на один процент за сто миллионов лет ), температура газа, располагавшегося
в радиусе 100 световых лет, повышалась до нескольких тысяч градусов. Нагрев задержал начало естест-
венного процесса звездообразования на десятки, даже сотни миллионов лет; появившиеся в результате
облака газа необычайно больших размеров могли, как предполагают авторы, коллапсировать и сформи-
ровать искомые сверхмассивные черные дыры.
Чтобы объяснить полученный парадокс, астрофизики предлагают следующую теорию. Рентгеновское
излучение аккреционного диска первых дыр нагревало окружающий газ, что препятствовало формиро-
ванию звезд ( для этого процесса необходима относительно невысокая температура материи ). В резуль-
тате во Вселенной появлялись огромные облака газа, в которых формирование звезд не происходило.
По мнению ученых, в результате коллапса этих облаков и сформировались сверхмассивные черные
дыры.
Совсем недавно ученые предложили другое объяснение появления сверхмассивных черных дыр на
ранних этапах развития Вселенной. Астрономы предположили, что важную роль в формировании
этих объектов играет темная материя. Именно её скопления послужили тем фундаментом, который
привел к появлению гигантов.
«Наша работа должна заставить ученых провести более тщательную оценку влияния черных дыр на
окружающее пространство, - заключает участник исследования Джон Вайз ( John Wise). - Черные дыры
не безжизненные сгустки материи; они принимают активное участие в жизни галактики».
Видео, в котором авторы комментируют результаты проведенного моделирования.
Полная версия отчета исследователей будет опубликована в издании
The Astrophysical Journal Letters;
препринт статьи можно скачать здесь - arxiv.org/ pdf / 0811.0820v2.
По материалам Ускорительной лаборатории США SLAC.
ссылки:
compulenta.ru/print/448393lenta.ru/news/2009/08/11/blackholes
Черные дыры оказались способны обнажать сингулярность
Физики установили, что быстро вращающиеся черные дыры способны обнажать свою сингулярность.
Статья исследователей пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Краткое изложение работы приводит журнал New Scientist.
Согласно современным представлениям, сингулярность внутри черной дыры ( особенность в метрике
пространства-времени, обуславливающая ее существование ) "укрыта" горизонтом событий, который
ограничивает регион пространства, который даже свет не может покинуть.
Расчеты теоретиков, однако, показывают, что если дыра вращается слишком быстро, то сингулярность
может обнажаться. Это означает, что она, например, способна взаимодействовать с фотонами, проле-
тающими мимо дыры. В конце 60-х годов прошлого века Роджер Пенроуз высказал гипотезу о том, что
подобный сценарий в природе невозможен (иначе у многих физических теорий возникли бы "неприят-
ности").
В рамках нового исследования физики моделировали быстро вращающуюся черную дыру. Предполага-
лось, что, начиная с определенного момента, скорость дыры будет постоянной, а горизонт событий
стабилизируется.Однако ученым удалось показать, что при определенных условиях горизонт событий
может повреждаться, и сингулярность оказывается обнаженной.
Сами физики, однако, склонны считать, что обнажение сингулярности является всего лишь артефактом
модели. Они полагают, что у природы, вероятно, имеется пока еще неизвестный способ предотвраще-
ния подобного события.
lenta.ru/news/2009/08/11/holes по теме:
Все элементарные частицы оказались миниатюрными черными дырамиru.wikipedia.org/wiki/Пенроуз,_РоджерАстрономы обнаружили черную дыру средней массыРост галактик оказался под контролем черных дырСверхмассивные черные дыры оказались еще массивнееЧасть черных дыр может оказаться кротовыми норамиЧёрная дыра Sgr A* крупнее света
меню содержание news363 news364 news365
звезда HD 172555 ( программа Celestia ) спектральный тип A7V Абс. звездная величина 2,45 Расстояние 95,3 световых лет Радиус = 1,6 R солнца Период вращения 14,4 часов Астрономы, изучая данные с орбитального инфракрасного телескопа Spitzer, обнаружили, что у звезды HD 172555, расположенной на расстоянии менее 100 световых лет в созвездии Павлина, всего не- сколько тысяч лет назад ( по космическим меркам - совсем недавно ) столкнулись между собой две скалистых планеты, одна из которых была размером с Меркурий, а вторая - с Луну. Приборы спутника зафиксировали в системе HD 172555 следы столкновения: обширные россыпи ска- листых обломков, пыль из аморфного кремнезёма ( лишенного кристаллической решётки кремния ) и кусочки затвердевшей лавы ( тектиты ), а также гигантские облака газообразного монооксида кремния. По ним учёные восстановили картину катастрофы. Две планеты сближались со скоростями в 10 километров в секунду. Энергия соударения расплавила и испарила огромные объёмы породы, которые были выброшены в космос. При этом меньшее тело было полностью уничтожено, а более крупное - сильно повреждено.
Детали этой катастрофы, оперативно отражённой художником, авторы открытия описали в статье в Astrophysical Journal ( иллюстрация NASA / JPL-Caltech ). Здесь можно посмотреть видео столкновения планет HD 172555 - lenta.ru/video/science/collision . HD 172555 находится ещё на ранней стадии формирования планетарной семьи ( этой звезде всего 12 миллионов лет ). Формирование планетной системы обычно занимает около 50-100 миллионов лет. Это столкновение подтверждает версию об аналогичных столкновениях крупных тел в ранний период жизни нашей собственной Солнечной системы ( её возраст около 4600 миллионов лет ). Одна из таких "аварий" создала Луну, другая, по всей видимости, породила Харон, третья, по одной из версий, существенно преобразила облик Марса. Другие столкновения планет с крупными космическими телами, как предполагают специалисты, при- вели к опрокидыванию оси вращения Урана, закручиванию Венеры в обратную сторону и нарушению целостности коры Меркурия. Пример HD 172555 показывает, как происходили подобные соударения. "Это очень редкие и короткие события, имеющие важное значение для формирования землеподобных планет и их лун, - заявил веду- щий автор работы Кэри Лисс ( Carey Lisse ) из лаборатории прикладной физики университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory). - Нам повезло, что мы стали свидетелями одного такого события вскоре после того, как оно произошло". Читайте также о недавнем столкновении двух землеподобных планет в зрелой системе тесной двойной звезды и схожей катастрофе в системе коричневого карлика. ссылки: space.com/scienceastronomy/090810-planet-smash. iop.org/EJ/abstract/0004-637X/701/2/2019 nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer-20090810. membrana.ru/lenta/?9535 lenta.ru/news/2009/08/11/collision neomagic.ru/ parapsihologiya/ 2009-06-17-12-06-54 astro-obzor.ru/?atic=224 см. также: Spitzer Space Telescope - Википедия Движущаяся группа звёзд Беты Живописца - Википедия Физики придумали способ увидеть "внутренности" других планет Марс и Венера могут через 3,3 млрд лет столкнуться с Землёй Астрономы предсказали столкновение Земли с Марсом или Венерой Луна моложе на 30 млн. лет Столкновение планет у другой звезды поможет восстановить историю формирования Солнечной системы Телескоп "Спитцер" наблюдал последствия столкновения двух планет размером с Плутон у звезды Вега
Иллюстрация компьютерной модели авторов работы
Авторы провели наиболее детальное на сегодня моделирование процессов формирования и роста пер-
вых черных дыр во Вселенной; в основу модели были положены данные, полученные при исследова-
нии космического реликтового излучения. Ученые наблюдали за тем, как виртуальные облака газа, по-
явившиеся после Большого взрыва, постепенно объединялись друг с другом под влиянием силы тяго-
тения и образовывали массивные «горячие» звезды, излучение которых выталкивало близлежащий газ
далеко в космическое пространство. Одна из таких звезд довольно быстро завершила свое существова-
ние: произошел гравитационный коллапс, и на её месте образовалась черная дыра. При этом в непо-
средственной близости от нее вещества практически не было, а значит, не было и возможности эффек-
тивно «набирать вес».
«Однако специалисты уже наблюдали в молодой Вселенной квазары, связанные со сверхмассивными
черными дырами, - замечает ведущий автор работы Марсело Альварес ( Marcelo Alvarez ).
- Мы постарались найти объяснение стремительному росту этих черных дыр». Обработав результаты
моделирования, ученые обнаружили, что под воздействием рентгеновского излучения, которое испус-
кается при попадании вещества в черную дыру ( отметим, что ее масса все же увеличивалась, хотя и
незначительно: менее чем на один процент за сто миллионов лет ), температура газа, располагавшегося
в радиусе 100 световых лет, повышалась до нескольких тысяч градусов. Нагрев задержал начало естест-
венного процесса звездообразования на десятки, даже сотни миллионов лет; появившиеся в результате
облака газа необычайно больших размеров могли, как предполагают авторы, коллапсировать и сформи-
ровать искомые сверхмассивные черные дыры.
Чтобы объяснить полученный парадокс, астрофизики предлагают следующую теорию. Рентгеновское
излучение аккреционного диска первых дыр нагревало окружающий газ, что препятствовало формиро-
ванию звезд ( для этого процесса необходима относительно невысокая температура материи ). В резуль-
тате во Вселенной появлялись огромные облака газа, в которых формирование звезд не происходило.
По мнению ученых, в результате коллапса этих облаков и сформировались сверхмассивные черные
дыры.
Совсем недавно ученые предложили другое объяснение появления сверхмассивных черных дыр на
ранних этапах развития Вселенной. Астрономы предположили, что важную роль в формировании
этих объектов играет темная материя. Именно её скопления послужили тем фундаментом, который
привел к появлению гигантов.
«Наша работа должна заставить ученых провести более тщательную оценку влияния черных дыр на
окружающее пространство, - заключает участник исследования Джон Вайз ( John Wise). - Черные дыры
не безжизненные сгустки материи; они принимают активное участие в жизни галактики».
Видео, в котором авторы комментируют результаты проведенного моделирования.
Полная версия отчета исследователей будет опубликована в издании
The Astrophysical Journal Letters;
препринт статьи можно скачать здесь - arxiv.org/ pdf / 0811.0820v2.
По материалам Ускорительной лаборатории США SLAC.
ссылки:
compulenta.ru/print/448393
lenta.ru/news/2009/08/11/blackholes
Физики установили, что быстро вращающиеся черные дыры способны обнажать свою сингулярность.
Статья исследователей пока не принята к публикации, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.
Краткое изложение работы приводит журнал New Scientist.
Согласно современным представлениям, сингулярность внутри черной дыры ( особенность в метрике
пространства-времени, обуславливающая ее существование ) "укрыта" горизонтом событий, который
ограничивает регион пространства, который даже свет не может покинуть.
Расчеты теоретиков, однако, показывают, что если дыра вращается слишком быстро, то сингулярность
может обнажаться. Это означает, что она, например, способна взаимодействовать с фотонами, проле-
тающими мимо дыры. В конце 60-х годов прошлого века Роджер Пенроуз высказал гипотезу о том, что
подобный сценарий в природе невозможен (иначе у многих физических теорий возникли бы "неприят-
ности").
В рамках нового исследования физики моделировали быстро вращающуюся черную дыру. Предполага-
лось, что, начиная с определенного момента, скорость дыры будет постоянной, а горизонт событий
стабилизируется.Однако ученым удалось показать, что при определенных условиях горизонт событий
может повреждаться, и сингулярность оказывается обнаженной.
Сами физики, однако, склонны считать, что обнажение сингулярности является всего лишь артефактом
модели. Они полагают, что у природы, вероятно, имеется пока еще неизвестный способ предотвраще-
ния подобного события.
lenta.ru/news/2009/08/11/holes
