Слияния черных дыр - весьма актуальная тема. Во-первых, в связи с тем, что в картине иерархического формирования галактик они происходят достаточно часто и важны для понимания галактической эволюции. Во-вторых, потому что есть надежда регистрировать гравитационные волны от слияний. Расчеты слияний очень сложны и требуют много процессорного времени. Поэтому есть большая нужда в аналитических приближениях. Им-то в основном и посвящен обзор. Статья на удивление доступно написана, поэтому советую ее просмотреть.

Удалось получить одновременные наблюдения черной дыры в центре нашей Галактики во время сильной рентгеновской вспышки. В рентгене поток вырос в 9 раз, а вот в ТэВном диапазоне роста потока не было (можно исключить вспышку с удвоением и более сильным ростом светимости). Это означает, что модели, в которых за кэВный и Тэвный диапазон отвечает одна и та же популяция ускоренных частиц, можно отбросить.

Очередная статья, посвященная данным по движению звезд вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Используются данные за (уже) 16 лет! Повышается точность оценки массы дыры. Теперь это 4.31 миллиона масс Солнца. Кроме всяких прочих неточностей в ответ входит и неопределенность в расстоянии до центра Галактики. Приведенное значение дано для 8.33 кпк.

По наблюдениям в мае 2007 года одной из вспышек SGR A* в ближнем ИК-диапазоне авторы строят модель, в которой изменение параметров вспышки объясняется горячим пятном в диске. Пятно вращается дифференциально, в результате оно эволюционирует, что и наблюдается.

См. также другие свежие работы этой группы, связанные с исследованием нашей центральной черной дыры и области вокруг нее: arxiv:0810.0168 (о скоординированных наблюдениях SGR A* в разных диапазонах спектра), arxiv:0810.0138 (о наблюдениях SGR A* в миллиметровом диапазоне), arxiv:0810.0138 (об околоядерном звездном скоплении в центре Галактики).

Существует такая проблема: Уже на красном смещении порядка 5 мы видим квазары. Т.е., черные дыры в них уже достаточно массивны. Появиться черные дыры могли из первых звезд на z~10-20. Но просто первые звезды дают дыры с массами 100-200 масс Солнца, и они не успеют дорасти до десятков миллионов солнечных к z~5. В данной работе авторы с помощью исленного моделирования рассматривают модель, которая может решить проблему.

Идея состоит в том, что несколько процентов первых протогалатик на z~10-20 имеют условия, достаточные для рождения плотного скопления массивных звезд в центрах их гало. Такое скопление очень быстро динамически эволюционирует. Звезды начинают сливаться друг с другом быстрее, чем закончат свою эволюцию. В итоге образуется очень массивная звезда, которая оставляет после себя дыру с массой 1000-2000 солнечных. И такая дыра уже успеет вырасти, чтобы на z~5 мы увидели квазар.

По данным наблюдений в миллиметровом диапазоне авторы обнаружили структуру с угловым размером 30-50 микросекунд, что меньше ожидаемого размера горизонта.Это может говорить о том, что значительная часть излучения от Sgr A* может идти от аккреционного потока, а не возникать в непосредственной близости от горизонта. Т.е., видимо, положение черной дыры не совпадает с измеряемым положением Sga A* на уровне десятков микросекунд дуги. Однако авторы пишут, что для окончательной ясности нужны наблюдения на волне 1.3 миллиметра с чуть большей точностью.

Любопытный результат. В квазаре OJ287 наблюдаются периодические вспышки с периодом 12 лет (две вспышки за период). Считается, что это связано с существованием там двойной черной дыры. Ясно, что, вращаясь друг вокруг друга, черные дыры, согласно ОТО, должны излучать гравволны и сближаться. Последнюю вспышку (сентябрь 2007) удалось предсказать с точностью до дня. Если бы не было гравволн, то вспышка произошла бы на 20 дней позже.

Модель для такого поведения квазара двое из авторов обсуждаемой статьи предложили еще в 1996 году. Одна из черных дыр два раза за период пересекает аккреционный диск вокруг второй, что и приводит к вспышкам. Отмечу, что все-таки это лишь одно из возможных объяснений.

Сам источник был известен как переменная звезда еще в 19 веке, в 1968 г. он был идентифицирован как квазар, так что статистика по наблюдениям его вспышек набралась уже порядочная. Но лишь в прошлом году данных оказалось достаточно, чтобы попытаться с точностью до нескольких дней предсказать следующую вспышку (скажем, в 1996 году авторы еще не могли это сделать).

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Хороший обзор по исследованиям сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Описана история вопроса и аккуратно рассмотрено, почему мы так уверены, что дыра там есть.

Продолжаются наблюдения звезд, обращающихся вокруг центральной сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Соответственно, возрастает точноть определения массы дыры, расстояния до нее и т.д. Расстояние равно 8.4+/-0.4 кпк, а масса 4.5+/-0.4 миллионов масс Солнца.

Для VLT разрабатывается специальный прибор, который поможет наблюдать движение звезд и газа в непосредственной близости от горизонта событий в источнике Sgr A* - сверхмассивной черной дыре в центре нашей Галактики. Для реализации потребуется не только создать новые инструменты, но и задействовать всю мощь интерферометрической системы VLT.

Разумеется, никто не делает прибор "под один объект", и в статье авторы рассматривают и другие возможные области приложений. Прибор начнет работать в 2013 году (сейчас его создание полностью одобрено).

Обсуждаются различные методы оценки масс для астрофизических черных дыр (звездных, промежуточных масс и сверхмассивных). Как обычно в обзорах Циолковского, есть несколько полезных таблиц.

Известно, что центральная черная дыра нашей Галактики - Sgr A* - демонстрирует вспышечную активность в разных диапазонах. В статье авторы говорят о возможности обнаружении структур, находящихся совсем близко к горизонту событий, по наблюдениям на субмиллиметровых волнах с помощью интерферометров с большой базой. Пока такие интерференционные системы еще не заработали, но это дело совсем недалекого будущего.

Про черную дыру в центре нашей Галактики - Sgr A* - часто вспоминают, вот ей и икается.

Напомню, что от Sgr A* довольно часто наблюдают рентгеновские и ИК вспышки. В этот раз их просто увидели "много и сразу", причем одна едва не поставила рекорд по мощности.

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Автор подробно обсуждает различные возможности для изучения гравитационных эффектов в сильном поле по наблюдениям нейтронных звезд и черных дыр. Обзор очень доступен, но при этом автор касается всех основ.

Космический лазерный интерферометр LISA будет регистрировать слияния сверхмассивных черных дыр. Спрашивается, можем ли мы достаточно точно определить, в какой галактике произошло слияние? Авторы показывают, что с учетом того, что мы можем рассчитать, как должен выглядеть сигнал (и от самого слияния и т.н. "звон" после него), положение можно будет определять достаточно точно. Для половины систем на z=1 положение будет определяться с точностью 3 угловые минуты, а для 20 процентов - одна угловая минута.

Полезная сводка литературных источников (от популярных книг до профессиональных обзоров и оригинальных статей) по черным дырам. В каких-то аспектах, по всей видимости, авторы идут на поводу личных пристрастий (поскольку источников великое множество), где-то можно было включить более свежие ссылки, тем не менее очень полезная штука. Хотелось бы иметь такие по всем возможным областям :)

Авторы рассматривают самые разнообразные варианты, связанные с существованием ТэВных черных дыр (такие, например, могут производиться на ускорителе LHC), если они устойчивы.

В частности, авторы рассматривают в рамках различных сценариев, как тикаие черные дыры будут аккрецировать, находясь в Земле. резюме довольно оптимистичное. Также рассматриваются такие черные дыры, рожденные в космических лучах, и многое-многое другое. В статье все-таки 97 страниц!!!

Обсудить в ЖЖ-сообществе ru_astroph.
Обсудить на Астрофоруме в Научной панораме.

Небольшой обзор по группе тесных двойных систем, в которых при аккрецию на черные дыры (хотя, похоже, есть системы и с нейтронными звездами) возникают релятивистские выбросы (струи), за что системы и прозвали микроквазарами.

QPO- это квазипериодические осцилляции. Т.е., в изменении потока излучения от источника есть какой-то не слишком четкий, но достаточно стабильный периодический процесс. Есть разные типы QPO и разные модели. Практически всегда речь идет о дисковой аккреции на нейтронные звезды и черные дыры. Если аккреция идет на черную дыру, то у диска есть внутренняя граница, т.к. начиная с некоторого расстояния нет устойчивых орбит, т.е. диск не может подойти прямо к горизонту. Расстояние зависит от массы черной дыры и ее вращения. В простейшем случае медленно вращающейся дыры можно получать оценку массы. Но могут быть и другие модели. Например, это могут быть какие-то гидродинамические неустойчивости в диске.

Пока QPO наблюдались только в тесных двойных системах, т.е. ни одного случая достоверного QPO у активных ядер галактик не было найдено (правда, есть квазипериод у черной дыры в центре нашей Галактики, но это уже другая история). Авторы представляют анализ, согласно которому у первого идентифицированного квазара 3C273 (уместно упомянуть, что Мартин Шмидт 28 мая этого года получил премию Кавли за открытие квазаров) есть квазапериод. Если считать, что это период обращения по последней устойчивой орбите, то оценка массы получается от 7.3 миллиона масс солнца до 81 миллиона (при максимальном вращении). Однако ранние оценки массы черной дыры по методу реверберационного картирования давали существенно более высокую оценку - 235 миллионов масс солнца. Значит, пишут авторы, возможно, что наблюдаемые QPO - это какие-то колебательные моды в диске, а не период на внутренней устойчивой орбите (ну, или оценка по реверберационному картированию не верна).

Не устаю удивляться, какие возможности дает гравитационное микролинзирование для изучения неразличимых с помощью современных приборов объектов. Идея проста, продставьте себе линзирование далекого квазара: есть квазар, есть мы, а между нами галактика, выступающая в роли линзы. Но в этой галактике есть звезды. И они могут давать эффект микролинзирования. Источником в данном случае является аккреционный диск вокруг сверхмассивной черной дыры в квазаре. В результате, мы можем получать оценки размера излучающей части диска. Это использовалось для проверки моделей диска (модель Шакуры-Сюняева хорошо подходит), для изучения корреляции размера диска с массой черыной дыры и т.д. В очередной статьей авторы изучают линзирование в рентгеновском диапазоне, что довольно нетривиально. Можно оценить размер излучающей области. Результат (менее 6 граврадиусов) налагает существенные ограничения на модели корон дисков в активных ядрах.

При слиянии черных дыр, получающийся объект приобретает линейный импульс. Это называют гравитационно-волновой ракетой. В последние годы эффект начали учитывать в моделях иерархического скучивания галактик. Авторов интересует поведение уже сверхмассивных черных дыр, то, как они будут двигаться, аккрецировать и тп. с учетом того, что в результате слияний они получают достаточно высокие (сотни км в сек) скорости.

При скорости отдачи 100 км/с черная дыра осядет обратно в центр галактики через миллион лет (амплитуда "бултыханий" порядка 30 пк). Чем выше скорость - тем дольше будет "болтание" и больше амплитуда. Интересно, что величина полученной скорости мало влияет на набор массы черной дырой за время "бултыхания" в галактике, т.е. до оседания в центр (другое дело, что чем выше скорость - тем дольше "болтается"). К сожалению, обнаружить черные дыры, сильно смещенные от центров галактик непросто, т.к. чем больше смещение, тем короче активная фаза квазара.

Ничего особенного - просто хороший очередной обзор по черным дырам. Речь там идет не о наблюдениях, а о физике. Какие-то вопросмы лишь мелком упомянуты, а какие-то разобраны более детально.

Авторы полагают, что они нашли наилучший пример "отскакивающей" черной дыры. Что это такое? Напомню, что есть такой феномен -