Чёрная дыра - как их находят в 2018 году

Уже была новость, но фото без толковых пометок, нету видео, потому считаю возможном повторить, но развёрнуто. По уму так сказать.

Источник - Южная европейская обсерватория.

http://www.eso.org/public/news/eso1802/

Странное поведение звезды показывает одинокую черную дыру, скрывающуюся в гигантском Звездном кластере

Астрономы, использующие инструмент ESO MUSE, на очень большом телескопе в Чили, обнаружили звезду в кластере NGC 3201, которая ведет себя очень странно.

Похоже, что она вращается вокруг невидимой черной дыры с примерно в четыре раза большей массой Солнца — первой такой черной дырой звездной массы, найденной в шаровом кластере, и первой обнаруженной путем прямого обнаружения ее гравитационного притяжения.Это важное открытие влияет на наше понимание формирования этих звездных скоплений, черных дыр и истоков гравитационных волновых событий.

Шаровые Звездные скопления-это огромные сферы из десятков тысяч звезд, вращающихся вокруг большинства галактик. Они являются одними из старейших известных звездных систем во Вселенной и датируются почти началом роста и эволюции галактики. В настоящее время известно, что более 150 принадлежат к Млечному пути.

Один конкретный кластер, называемый NGC 3201 и расположенный в созвездии Паруса, в настоящее время изучен с помощью инструмента MUSE на очень большом телескопе ESO в Чили. Международная команда астрономов обнаружила, что одна из звезд в NGC 3201 ведет себя очень странно — она колеблется, со скоростью несколько сотен тысяч километров в час, с рисунком, повторяющимся каждые 167 дней.

Взаимосвязь между черными дырами и глобулярными скоплениями является важной, но загадочной. Из-за их больших масс и больших эпох, эти скопления, как полагают, произвели большое количество черных дыр звездной массы — созданных когда массивные звезды внутри них взорвались и коллапсировали в течение длительного времени существования кластера.

Инструмент ESO MUSE предоставляет астрономам уникальную возможность измерять движения тысяч далеких звезд одновременно. Благодаря этой новой находке, команда впервые смогла обнаружить неактивную черную дыру в сердце глобулярного кластера, который в настоящее время не поглощает материю и не окружен светящимся диском газа. Они могли оценить массу черной дыры через движения звезды, оказавшейся в ее огромном гравитационном притяжении.

По своим наблюдаемым свойствам звезда была определена примерно в 0,8 раза больше массы нашего Солнца, а масса ее таинственного аналога была рассчитана примерно в 4,36 раза больше массы Солнца - почти наверняка черная дыра.

Недавние обнаружения радио-и рентгеновских источников в шаровых кластерах, а также обнаружение в 2016 году гравитационно-волновых сигналов, вызванных слиянием двух черных дыр звездной массы, свидетельствуют о том, что эти относительно небольшие черные дыры, могут быть сильно распространены в шаровых кластерах.

"До недавнего времени предполагалось, что почти все черные дыры исчезнут из шаровых скоплений через короткое время и что подобных систем не должно даже существовать! Но очевидно, что это не так — наше открытие является первым прямым обнаружением гравитационных эффектов черной дыры звездной массы в шаровом кластере. Этот вывод помогает в понимании формирования шаровых кластеров и эволюции черных дыр и бинарных систем-жизненно важных в контексте понимания источников гравитационных волн.”

Примечания.

[1] найденная звезда является умирающей звездой, то есть она находится в конце стабильной фазы своей жизни. Исчерпав свои запасы водородного топлива, он уже на пути к превращению в красного гиганта.

[2] В настоящее время, при поддержке консорциума MUSE, проводится крупное исследование 25 шаровых кластеров вокруг Млечного Пути с использованием инструмента ESO MUSE. Он предоставит астрономам спектры от 600 до 27 000 звезд в каждом кластере. Исследование включает в себя анализ "радиальной скорости" отдельных звезд — скорости, с которой они движутся от Земли и в сторону Земли, вдоль линии видимости наблюдателя. При измерениях радиальной скорости можно определить орбиты звезд, а также свойства любого массивного объекта, который они могут вращаться вокруг орбиты.

[3] В отсутствие непрерывного образования звезд, как и в случае шаровых скоплений, черные дыры звездной массы вскоре становятся самыми массивными объектами. Как правило, черные дыры больше Солнечной массым в шаровых скоплениях, примерно в четыре раза массивнее, чем окружающие звезды. Недавние теории пришли к выводу, что черные дыры образуют плотное ядро в кластере, которое затем отделяется от остальной части глобулярного материала. Затем считается, что движения в центре кластера вытесняют большинство черных дыр, что означает, что только некоторые из них выживут через миллиард лет.

[4] Черные дыры массой больше Солнечной — образуются, когда массивные звезды погибают, рушатся под собственной гравитацией и взрывается как мощная термоядерная бомба.

[5] Поскольку даже свет не может улетать от черных дыр ,из-за их огромной гравитации, основной метод их обнаружения заключается в наблюдениях радиоизлучения или рентгеновских излучений, поступающих из горячего материала вокруг них. Но когда черная дыра не взаимодействует с горячей материей и поэтому не накапливает массу, необходим другой метод обнаружения.

[6] Поскольку не-светящийся объект в этой двоичной системе, не может быть непосредственно замечен, есть альтернативные, хотя и менее убедительные, объяснения того, что это может быть. Это, возможно, тройная Звездная система, состоящая из двух плотно связанных нейтронных звезд, с наблюдаемой звездой, вращающейся вокруг них. Этот сценарий потребует, чтобы каждая связанная звезда была, по крайней мере, вдвое больше массы нашего Солнца, но такая система с такими параметрами никогда не наблюдалась раньше.

Изображение телескопа Хаббла - глобулярный звездный кластер NGC 3201

Этот широкоугольный обзор показывает небо вокруг глобулярного звездного кластера NGC 3201. Помимо самого кластера, который в центре, этот вид также показывает огромное количество звезд в Млечном пути, наряду с несколькими гораздо более далекими галактиками.

Эта диаграмма показывает Созвездие Паруса, и отмечает большую часть звезд, видимых невооруженным глазом в ясную темную ночь. Шаровое звездное скоплении NGC 3201 отмечено красным кружком. Этот кластер можно увидеть тусклым в бинокль и с помощью любительского телескопа среднего размера.

Видео - наглядно и в высоком разрешении, показывает что нашли, и объясняет ряд деталей.

Это имитация, с помощью графики, траекторию движения звезды и чёрной дыры рядом с ней, когда они вращаются в центре кластера.

Ещё одна имитация - уже как бы приблизившая нас к звезде и чёрной дыре около неё.

Графикой красочно показано, как может выглядеть чёрная дыра вблизи.

И постепенно приближение к объекту. Без пояснений, просто красиво, даёт прочувствовать весь масштаб и размеры, которые разделяют нас и чёрную дыру.