Грязные пищевые привычки могут раскрыть неуловимую черную дыру

Черные дыры имеют репутацию закусывающих звездами, но некоторые из этих небесных мусорщиков могут быть более грязными, чем другие, согласно новому исследованию.

Астрофизики использовали трехмерные компьютерные модели, чтобы показать, что черные дыры средней массы откусывают несколько кусочков от заблудившихся звезд, а затем выбрасывают звездные крошки, оставляя за собой космический след.

Исследователи сделали это открытие в ходе моделирования черных дыр различной массы и отправки мимо них звезд размером с Солнце. Подсказки, обнаруженные в ходе эксперимента, могут помочь астрономам найти черные дыры промежуточной массы путем поиска свидетельств их поведения.

Во время моделирования черная дыра средней массы зацепила звезду на своей орбите, и каждый раз, когда звезда делала очередной круг, черная дыра откусывала от нее еще кусочек. Когда от звезды осталось только плотное, неправильной формы ядро, черная дыра выбросила его и отправила в полет по галактике.

Группа исследователей, включая астронома из лаборатории NOIRLab NSF, разработала новый метод машинного обучения для повышения точности и резкости изображений, полученных с помощью радиоинтерферометрии. Для демонстрации возможностей нового подхода, получившего название PRIMO, команда создала новую, высокоточную версию изображения сверхмассивной черной дыры в центре гигантской эллиптической галактики Messier 87, расположенной на расстоянии 55 миллионов световых лет от Земли, полученного с помощью телескопа Event Horizon Telescope. Изображение сверхмассивной черной дыры M87, первоначально опубликованное коллаборацией EHT в 2019 году (слева); и новое изображение, полученное алгоритмом PRIMO с использованием того же набора данных (справа).

Нечеткая первая фотография черной дыры получила резкое изменение

Исследование, описывающее анализ моделирования, было принято к публикации в журнале The Astrophysical Journal, а результаты будут представлены во вторник на апрельском заседании Американского физического общества.

"Мы не можем наблюдать черные дыры напрямую, потому что они не излучают свет", - говорит ведущий автор исследования Фуля Кыроглу, докторант астрофизики в Колледже искусств и наук имени Вайнберга Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс. Она также является членом университетского Центра междисциплинарных исследований в области астрофизики.

"Поэтому вместо этого мы должны рассмотреть взаимодействие между черными дырами и их окружением. Мы обнаружили, что звезды проходят через несколько проходов, прежде чем быть выброшенными. После каждого прохода они теряют больше массы, вызывая вспышку света, когда (они) разрываются на части. Каждая вспышка ярче предыдущей, что создает сигнатуру, которая может помочь астрономам найти их".