1. ОДНА ИЗ САМЫХ БОЛЬШИХ СВЕРХМАССИВНЫХ ЧЕРНЫХ ДЫР
В марте исследователи сообщили, что обнаружили то, что может быть одной из самых массивных черных дыр, когда-либо обнаруженных. Космический титан находится в центре эллиптической галактики Abell 1201 BCG, расположенной в 2,73 миллиардах световых лет от Земли, а сама галактика находится в массивном скоплении галактик под названием Abell 1201.
Считается, что черная дыра Abel 1201 BCG имеет массу, эквивалентную 32,7 миллиардам солнц, и была обнаружена благодаря эффекту ее гравитационного воздействия на пространство.
"Эта конкретная черная дыра, масса которой примерно в 30 миллиардов раз превышает массу нашего солнца, является одной из крупнейших из когда-либо обнаруженных и находится на верхнем пределе того, насколько большими, по нашему мнению, теоретически могут стать черные дыры, так что это чрезвычайно захватывающее открытие", - говорится в заявлении руководителя исследования Джеймса Найтингейла, физика из Даремского университета в Великобритании.
2. ЗАЧАТКИ СВЕРХМАССИВНЫХ ЧЕРНЫХ ДЫР В РАННЕЙ ВСЕЛЕННОЙ
В течение многих лет ученые размышляли о том, как сверхмассивные черные дыры достигают таких огромных размеров. Это особенно сложно, когда сверхмассивные черные дыры, в миллионы или миллиарды раз превышающие массу Солнца, обнаружены в раннюю эпоху Вселенной, когда у них не было времени питаться материей или даже сливаться с другими черными дырами в достаточной степени, чтобы достичь таких титанических масс.
"Это все равно, что видеть семью, идущую по улице, и с ними двух подростков ростом 6 футов, но с ними также есть малыш ростом 6 футов", - сказал Джон Рейган, научный сотрудник Университета Мейнут, который не принимал участия в исследовании. Space.com.. ”
В августе астрономы обнаружили доказательства того, что этот процесс может получить фору, обнаружив во Вселенной "тяжелые зародыши" черных дыр, масса которых примерно в 40 миллионов раз превышает массу Солнца, всего через 400 миллионов лет после его начала. Считается, что эти так называемые галактики с огромными черными дырами формируются непосредственно из массивных облаков газа и пыли, а не из умирающих звезд, что экономит миллиарды лет на пути к сверхмассивному состоянию.
3. СЛИЯНИЕ СВЕРХМАССИВНЫХ ЧЕРНЫХ ДЫР ВБЛИЗИ ЗЕМЛИ
В октябре астрономы обнаружили сверхмассивную двойную систему черных дыр после слияния двух галактик. Находясь всего в 90 миллионах световых лет от Земли, это самая близкая к Земле пара сверхмассивных черных дыр, которые когда-либо были обнаружены.
Массы черных дыр в 54 миллиона раз больше солнечной и в 6,3 миллиона раз больше солнечной соответственно. В настоящее время они вращаются друг вокруг друга на приличном расстоянии в 1600 световых лет. Но примерно через 250 миллионов лет они соберутся по спирали и сольются, как это сделали их родительские галактики 1 миллиард лет назад, создав дочернюю сверхмассивную черную дыру с общей массой около 60 миллионов масс Солнца.
4. КВАНТОВЫЙ ИМПУЛЬС ДЕТЕКТОРА ГРАВИТАЦИОННЫХ ВОЛН
Когда происходят слияния черных дыр, пространство-время наполняется крошечной рябью, называемой гравитационными волнами, которые были впервые предсказаны в общей теории относительности Эйнштейна 1915 года.
Чего Эйнштейн не предсказал, так это того, что гравитационные волны однажды можно будет обнаружить здесь, на Земле. Это обнаружение ряби пространства-времени получило значительный импульс в октябре, когда Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (LIGO) получила модернизацию, которая выйдет за так называемый "квантовый предел", позволяя обнаруживать еще более мелкие колебания в пространстве от еще более отдаленных слияний черных дыр.
"Теперь мы можем проникнуть в более глубокую Вселенную и, как ожидается, обнаружим примерно на 60 процентов больше слияний, чем раньше", - сказал исследователь лаборатории LIGO Вэньсюань Цзя Space.com. "Обновление также увеличивает наши шансы на обнаружение черных дыр субзвездной массы во вселенной. Последнее экспериментальное обновление принесет пользу нашему обнаружению астрофизических сигналов практически во всех отношениях ".
5. ОТГОЛОСОК ЧУДОВИЩНОЙ "ОТРЫЖКИ" СВЕРХМАССИВНОЙ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ
В июне аппарат рентгеновской поляриметрии НАСА зафиксировал отголоски вспышки сверхмассивной черной дыры нашей галактики, Стрельца A * (Sgr A*). Считается, что Sgr A * испустил этот высокоэнергетический свет на рубеже 19 века, и ученые уловили его отголосок в виде рентгеновских лучей, исходящих из плотных молекулярных облаков газа, окружающих центр Млечного Пути, и породивших новые звезды. Считается, что вспышка излучения 200-летней давности является результатом того, что кусок астероида, газового облака или звезды подошел слишком близко к Sgr A * и был разорван на куски огромными приливными силами, порожденными интенсивной гравитацией сверхмассивной черной дыры.
6. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ В ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ
В апреле первое в истории изображение черной дыры, получившее название "размытый оранжевый пончик" из-за того, что оно, как известно, размыто, получило серьезную переделку благодаря искусственному интеллекту. Чтобы улучшить четкость изображения, исследователи использовали суперкомпьютер, использующий метод машинного обучения, называемый интерферометрическим моделированием главных компонент (PRIMO). Это позволило им заполнить пробелы, упущенные телескопом Горизонта событий (EHT), когда он сделал первое изображение черной дыры в 2019 году, и уменьшить размер светящегося кольца сверхмассивной черной дыры, чтобы узнать о ней больше.
"PRIMO - это новый подход к сложной задаче построения изображений на основе наблюдений EHT", - говорится в заявлении Тода Лауэра, члена EHT и исследователя NOIRLab. "Это обеспечивает способ компенсировать недостающую информацию о наблюдаемом объекте, которая требуется для создания изображения, которое можно было бы увидеть с помощью единственного гигантского радиотелескопа размером с Землю".
В апреле первое в истории изображение черной дыры, получившее название "размытый оранжевый пончик" из-за того, что оно, как известно, размыто, получило серьезную переделку благодаря искусственному интеллекту. Чтобы улучшить четкость изображения, исследователи использовали суперкомпьютер, использующий метод машинного обучения, называемый интерферометрическим моделированием главных компонент (PRIMO). Это позволило им заполнить пробелы, упущенные телескопом Горизонта событий (EHT), когда он сделал первое изображение черной дыры в 2019 году, и уменьшить размер светящегося кольца сверхмассивной черной дыры, чтобы узнать о ней больше.
7. СВЕТОВОЙ МЕЧ ДЖЕДАЯ ДЛИНОЙ В МИЛЛИОН СВЕТОВЫХ ЛЕТ" ИЗ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ
В ноябре исследователи изучили черную дыру Мессье 87 и ее струи, чтобы увидеть, как они выделяют энергию.
Эта энергия исходит не изнутри черной дыры; границы черных дыр, называемые горизонтами событий, препятствуют утечке чего бы то ни было. Вместо этого вращение черной дыры создает магнитные поля, которые замедляют скорость ее вращения, а затем запускает сильно коллимированные струи вещества, которые команда описала как "световые мечи джедаев длиной в миллион световых лет".
"Если взять Землю, превратить все это в тротил и взрывать 1000 раз в секунду в течение миллионов и миллионов лет, именно столько энергии мы получаем из M87", - сказал член команды Джордж Вонг, исследователь из Принстонского университета.
В апреле коллимированный выброс энергии, исходящий из сверхмассивной черной дыры M87, стал первой струей из черной дыры, получившей прямое изображение.
На изображении впервые показано, как основание струи соединяется с веществом, вращающимся вокруг сверхмассивной черной дыры и постепенно поступающим в нее.
"Мы планируем наблюдать область вокруг черной дыры в центре M87 на разных длинах радиоволн для дальнейшего изучения излучения струи", - говорится в заявлении члена команды Эдуардо Роса, ученого из Института радиоастрономии Макса Планка. "Ближайшие годы будут захватывающими, поскольку мы сможем узнать больше о том, что происходит вблизи одной из самых загадочных областей Вселенной".
9. ЧЕРНАЯ ДЫРА НАПРАВЛЕНА ПРЯМО НА ЗЕМЛЮ
В марте астрономы впервые наблюдали, как струи, запущенные из активного сердца галактики, питаемого сверхмассивной черной дырой, изменили направление и направились прямо на Землю.
Галактика PBC J2333.9-2343, расположенная примерно в 656 миллионах световых лет от Земли, была замечена испускающей струи, но, казалось, затихала, пока снова не вспыхнула и не изменила направление своей струи на 90 градусов, чтобы направить ее на Землю. Команда, стоявшая за наблюдением, описала это как "очень исключительный случай переориентации струи".
10. ДАЛЕКИЙ БЛАЗАР
В феврале коллаборация EHT сообщила о наблюдениях сверхмассивного блазара, работающего на энергии черной дыры, в центре галактики NRAO 530. Блазар представляет собой самый удаленный объект, который когда-либо снимал EHT.
"Свет, который мы видим, двигался к Земле в течение 7,5 миллиардов лет через расширяющуюся вселенную, но благодаря мощности EHT мы видим детали структуры источника в масштабе всего лишь одного светового года", - говорится в заявлении Мачека Вилгуса, члена совместной группы EHT и исследователя Института радиоастрономии Планка.
11. СВЕРХМАССИВНЫЕ ЧЕРНЫЕ ДЫРЫ, КОТОРЫЕ "ПЕРЕРАБАТЫВАЮТСЯ"
Ученые знали, что сверхмассивные черные дыры - беспорядочные едоки, но они не понимали, что у черных дыр может быть легкий рацион питания, потому что они "перерабатывают" много материала, который не в состоянии поглотить.
В ноябре астрономы обнаружили вещество, вовлеченное в замысловатый танец вокруг сверхмассивной черной дыры в центре галактики Циркинус, расположенной примерно в 13 миллионах световых лет от нас.
Они обнаружили, что центральная черная дыра поглощает только около 3% падающего на нее вещества, а генерируемая ею энергия отталкивает остальное, что означает, что она поедает гораздо меньше, чем считалось ранее. Однако это не означает, что эта материя держится на расстоянии; большая ее часть возвращается к центральной сверхмассивной черной дыре, образуя структуру, почти похожую на водяной фонтан.
12. ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ЗАПИСИ О РОЛИ ЧЕРНЫХ ДЫР
В апреле астрономы использовали космический аппарат Gaia, чтобы обнаружить то, что казалось ближайшими к Земле черными дырами. Черные дыры, обозначенные как Gaia BH1 и Gaia BH2, расположены на расстоянии 1560 и 3800 световых лет от нас соответственно.
Но всего несколько месяцев спустя ученые обнаружили, что в скоплении Гиад может быть несколько черных дыр, которые находятся всего в 150 световых годах от нас, что делает их в 10 раз ближе, чем Gaia BH 1.
Эти две или, возможно, три черные дыры могут быть еще более примечательными, потому что они, возможно, вообще не находятся в плотном звездном скоплении, а были выброшены из Гиад 150 миллионов лет назад, чтобы в одиночестве странствовать по Млечному Пути.
