У одного из ультрамощных источников удалось обнаружить спектральное состояние, которое у обычных двойных с черными дырами является хорошо изученным, а вот у УМИ встречается редко. Это позволило построить модель, которая дает оценку массы черной дыры от 200 до 800 масс солнца. Это много, но не слишком. Т.е., такое не должно сейчас получаться из одиночной звезды, но в плотных молодых скоплениях это можно сделать.

Обзор по черным дырам. Практически, это научно-популярный текст.

Обычно при слиянии двух черных дыр получившаяся дыра приобретает дополнительную скорость - кик. Но есть и т.н. "антикик". Авторы детально рассматривают причины его возникновения.

Первый каталог Ферми. В него вошло 1451 источник по итогам первого года (точнее 11 месяцев) наблюдений. Диапазон энергий 100 МэВ - 100 ГэВ. Самые слабые соотвествуют примерно 4 сигма. Представлены грубые (месячные) кривые блеска источников. Неотождествлено 630 источников (правда, это не значит, что для остальных во всех случаях найдены однозначные надежные соответствия).

Большой подробный (много формул) обзор по гравитационным волнам. Особое внимание уделено сигналам от сливающихся черных дыр.

Обнаружены квазипериодические осцилляции на частоте 3-4 миллигерца от ультрамощного источника в галактике M82. Если авторы верно идентифицируют природу осцилляций, то оценка массы черной дыры получается 12000-43000 солнечных! Авторы даже полагают, что дыра может быть одиночной и "питается" межзвездным газом (которого в месте ее расположения много).

Большой обзор, в которым описан комплекс данных, полученным в оптическом и инфракрасном диапазонах, свидетельствующий в пользу наличия струйных истечений от аккрецирующих черных дыр в тесных двойных системах.

Авторы используют все доступные данные RXTE, чтобы изучить спектры 25 галактических рентгеновских двойных с черными дырами. Хорошая сводка данных.

Короткий понятный обзор о том, как могут рождаться и расти сверхмассивные черные дыры. Уже на z~7 мы видим очень массивные объекты. Создать их за короткое время непросто. В обзоре описаны основные подходы к решению этой задачи.

Сверхновую 1979C относят к классу IIL. Высказывались предположения, что с такими взрывами может быть связано рождение магнитаров. В статье авторы анализируют данные многолетних наблюдений сверхновой и остатка и приходят к выводу, что все хорошо описывается, если преположить, что родилась черная дыра, на которую сейчас идет мощная аккреция. Я бы не проявлял особого оптимизма, но авторы пишут о "первой сверхновой с явными указаниями на присутствие черной дыры".

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

В принципе, исследуя орбиты звезд в пределах тысячной доли парсека от черной дыры в центре Галактики, можно определить всякие тонкие параметры этого монстра, а заодно проверить стандартные предсказания относительно природы таких объектов. Все было бы хорошо, но ситуация, как обычно, не идеальна. Внутри этой области болтается много объектов, искажающих траектории звезд. Во-первых, болтаются сами звезды. Авторы детально исследуют их влияние, и приходят к выводу, что влияние известных объектов таки можно учесть. Но есть еще "во-вторых". Это "темные" объекты - черные дыры звездных масс и нейтронные звезды. Вот их влияние учесть нельзя - просто потому что их не видно. И их присутствие может все испортить.

Если при слиянии сверхмассивных черных дыр вокруг достаточно много газа, то можно ожидать, что всплеска гравитационного излучения будет сопровождаться всплесков электромагнитного излучения. Есть много работ на эту тему. Задача довольно непростая. Неясно даже, можно ли ожидать, что вблизи черных дыр будет достаточно много газа. В этой статье автор детально исследует проблему и получает достаточно оптимистичные оценки для случая, когда газа достаточно, чтобы была существенная оптическая толща.

Новые спектральные данные и данные по таймингу показывают, что в источнике NGC 5408 X-1 наблюдается несколько явлений, типичных для галактических двойных систем с черными дырами, но на большей светимости и более длинных временных масштабах (частота квазипериодических осцилляций ниже). Это указывает на массу черной дыры порядка нескольких тысяч солнечных.

Конечно, это не последнее слово в споре и существовании черных дыр промежуточных масс (между звездными и сверхмассивными), и о природе ультрамощных рентгеновсикх источников. Но тем не менее....

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

Подробно выписаны формулы, связанные с разными эффектами линзирования и тп. в окрестности черных дыр. В итоге имеем подробный понятный обзор от сильного специалиста.

Используя данные наблюдений на VLBI авторы достаточно точно определили расстояние до двойной системы V404 Лебедя, являющейся кандидатом в черные дыры. Расстояние равно 2.25-2.53 кпк. Это меньше, чем считали ранее.

Наблюдения на спутнике AGILE позволили зарегистрировать жесткое (выше 100 МэВ) излучение от тесной двойной системы Лебедь Х-3. Это говорит о том, что частицы в релятивистских джетах микроквазара ускоряются до энергий выше ГэВа. Одновременные наблюдения в других спектральных диапазонах позволяют понять, как работает вся машина микроквазара.

Хороший обзор по определению масс черных дыр. авторам удалось хорошо совместить доступность изложения с необходимыми формулами. Последних немало, но это именно что не затрудняет, а проясняет суть дела.

Открыта довольно любопытная система.

Авторы ставили задачей искать компактные двойные с белыми карликами в данных SDSS. Такие двойные могут быть прародителями сверхновых Ia. В процессе поиска найдено не совсем то, что искали.

Обнаружена двойная система с тяжелым карликом (порядка 0.9 масс Солнца). Орбитальный период 4.6 часа. Компаньон не виден, и масса у него более 1.4 солнечных. Т.е., это не белый карлик. Значит - нейтронная звезда или черная дыра. В принципе, в этом нет ничего особнно удивительного. Просто расстояние до системы менее 50 пк. Тогда невидимый компаньон - это самая близкая нейтронная звезда или черная дыра из всех известных. Этим система и выделяется.

Детально рассмотрены переходы между различными состояниями двойных систем с черными дырами. На основе имеющихся данных автор старается описать некоторую когерентную картину происходящего. При этом картину пытаются обобщить и на активные ядра галактик.

Написано понятно, но интересно, пожалуй, будет только тем, кто работает хотя бы в близких областях.

По рентгеновским наблюдениям двойных с черными дырами стоит почитать обзор arxiv:0909.2567, который является более широким по тематике, и, соответственно, будет интересен бОльшему числу читателей. До кучи, можно посмотреть arxiv:0909.2572, arxiv:0909.2576, arxiv:0909.2579, arxiv:0909.2580, arxiv:0909.2585 и arxiv:0909.2574, но эти обзоры, посвященный дискам и джетам в двойных с черными дырами, также интересны лишь специалистам.

В шаровом скоплении в галактике NGC 1399 в созвездии Печи наблюдается ультрамощный рентгеновский источник (УМИ). Кроме этого, там наблюдаются мощные линии кислорода и азота при отсутствии заметного излучения в линии аш-альфа. Каждый феномен в отдельности - редкость для шарового скопления, а уж вместе ... ! Поэтому и объяснение авторы предлагают весьма экзотическое. Они полагают, что черная дыра с массой около 1000 солнечных приливными силами разорвала пролетевший слишком близко белый карлик.

Кроме этого авторы обсуждают другой необычный УМИ в скоплении RZ2109. Для его объяснения они предлагают сверхновую типа Ia, которая была вызвана опять-таки пролетом белого карлика вблизи черной дыры. Приливные силы привели к детонации и появилась сверхновая.

Разница между двумя экзотическими УМИ состоит в том, что в первом случае у газа наблюдаются низккие скорости, а во втором - большие.

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

Большой хороший обзор по черным дырам звездных масс. В основном речь идет о тесных двойных системах, в которых есть кандидаты в черные дыры, но кроме этого есть короткое введение, где напоминается физика черных дыр, механизм образования черных дыр звездных масс и тп.

Большой обзор по сверхмассивным черным дырам. Основное внимание уделено наблюдаемым корреляциям со свойствами галактик и их моделированию. Т.е., черные дыры рассматриваются именно в контексте их совместной эволюции с материнскими галактиками.

Как сейчас полагают, все массивные галактики содержат сверхмассивные черные дыры. По всей видимости, каждая такая дыра проходит стадию бурной активности, когда наблюдается квазар или другой тип активного ядра. В этот период светимость объекта крайне высока. Даже небольшой доли энергии достаточно, чтобы существенно повлиять на звездообразование в галактике и на свойства окружающего газа. Именно вопрос о таком влиянии рассматривается в обзоре.

Влияние может быть двояким: активное ядро может и усилить звездообразование, и прекратить его. Возможно, что краткость стадии звездообразования в эллиптических галактиках объясняется именно воздействием активного ядра (это видно в результатах компьютерного моделирования). Корреляция массы черной дыры с массой балджа также может быть объяснена влиянием активности ядра на звездообразование.

Также активность черных дыр может влиять на нагрев газа в скоплениях галактик, с чем связано несколько важных интересных вопросов. Вообще, обзоры для Nature-очень хорошая возможность кратко, но емко и внятно, узнать о развитии актуальной области науки.

Авторы представляют данные по шаровому скоплению М54, находящемуся в центральной части карликовой галактики в Стрельце. Анализ данных показывает, что в скоплении может быть черная дыра с массой порядка 10 000 солнечных. Однако после истории с омега Центавра, о чем вы могли читать в обзорах, я бы очень настороженно относился к таким работам. Новые детальные данные могут опровергнуть необходимость в привлечении гипотезы о существовании черной дыры. Дыра, конечно, улучшает сходимость данных, поскольку добавляются новые параметры, но кто знает, может быть более детальные наблюдения не потребуют такой гипотезы.

Красивый небольшой полупопулярный обзор по сверхмассивным черным дырам. Основная тема - как черные дыры влияют на свое окружение. Много иллюстраций: как научных, так и популярных, ну и, конечно, просто красивые снимки. Советую всем прочесть.

Как наверняка помнят читатели обзоров, некоторое время назад появились данные, позволяющие говорить о том, что в шаровом скоплении Омега Центавра есть черная дыра промежуточной массы. Авторы представляемой статьи приводят новые данные, позволяющие говорить о том, что дыры нет.

Используя данные Космического телескопа, авторы проводят детальный анализ свойств звездного населения скопления. Если Нойола и др. (2008) говорили о черной дыре с массой порядка 40 000 солнечных (более 10 000 в пределах трех сигма), то здесь ставится верхний предел 18000 (три сигма). Т.е., по сути результаты статьи Нойолы и др. (2008) объявлены неверными. По мнению авторов представляемой статьи это связано с методикой, использовавшейся Нойолой и соавторами.

В пределах трех сигма новые данные можно объяснить вообще без дыры. Хотя модель с дырой с массой около 8000 солнечных помогает улучшить фит для части данных. В разделе 6.3 второй статьи приводится полезное рассуждение о том, что недоучет систематики может приводить к тому, что фит с черной дырой будет всегда лучше, т.к. дополнительный параметр позволяет справиться с систематикой, которая на самом деле к существованию дыры не имеет отношения.

В седьмом разделе второй статьи также приводится полезная сводка по путям формирования черных дыр в шаровых скоплениях и таблица с известными верхними пределами на массы центральных черных дыр.

Пролеты звезд вблизи сверхмассивных черных дыр могут приводить к приливному разрушению. Это наблюдается как вспышка с характерным "хвостом", т.е. спадание блеска происходит по известному закону. Обычно вспышки наблюдаются в рентгене, и первый хороший кандидат был обнаружен спутником ROSAT. В этой статье авторы описывают наблюдения на космическом ультрафиолетовом инструменте GALEX.

Представленная в работе вспышка является уже третьим кандидатов в приливное разрушение звезд по данным GALEX. Авторы делают оценки частоты таких собфтий и приходят к выводу, что планирующиеся оптические обзоры (типа Pan-STARRS) смогут видеть по 20-30 приливных разрывов в год.

Почему вспышка видна в оптике, а не в рентгене? Авторы полагают, что данные можно объяснить тем, что разрыв происходит не вблизи горизонта дыры, а на расстоянии порядка 10 радиусов горизонта. Тогда будем видеть излучение в видимой части спектра.

Большой обзор по измерению масс сверхмассивных черных дыр. После обсуждения различных методов автор переходит к основной теме: массовой оценке для далеких квазаров. С помощью различных соотношений удается получать оценки для большого количества источников. Конечно, каждая индивидулаьная оценка оказывается не очень точной, поскольку использованы лишь некоторые соотношения между наблюдаемыми величинами, которые коррелируют с массой. Тем не менее, автор показывает, что статистика для всего ансамбля квазаров оказывается достаточно достоверной.

Журналу Astronomy and Astrophysics исполняется 40 лет, и одновременно готовится к выходу 500-й номер. Это одна из статей юбилейного выпуска.

В 1980 г. в Astronomy and Astrophysics вышла статья Пачинского и Виита, в которой был предложен очень простой вид гравитационного потенциала, который оказался потрясающе эффективной аппроксимацией для потенциала в ОТО. Абрамович в короткой двухстраничной заметке вспоминает некоторые исторические моменты и дает простой "вывод" этого потенциала.

Сама статья очень техническая, набитая формулами, поскольку описывается в ней методика быстрого расчета геодезических в керровской метрике. Кому-то, наверняка, детали не нужны, а вот выверенная программа для расчета нужна. Пользуйтесь! А кому ни то, ни другое не видно - посмотрите на рисунок 4 на странице 10. Именно так выглядит аккреционный диск вокруг вращающейся черной дыры. На аналог колец Сатурна совсем не похоже! Это из-за того, что траектории фотонов искривлены (если так можно говорить о геодезических). Так что все красивые картинки с плоскими аккреционными дисками вокруг черных дыр являются лишь очень упрощенной иллюстрацией, о чем нам, кстати, не устают напоминать коллеги.
Яркость диска справа и слева от дыры различается из-за того, что вещество быстро вращается, и работает эффект Доплера. Вещество, движущееся на нас, кажется нам излучающим сильнее.

Авторы ни больше ни меньше как утверждают о том, что можно показать наличие горизонта у черной дыры в центре нашей Галактики, а среди авторов - Loeb и Narayan! Так что всем стоит прочесть.

Идея заключается в том, что последние наблюдения ставят очень жесткие пределы на отношение излучения, испускаемого возможной поверхностью (это если горизонта нет) и аккреционным потоком до последней устойчивой орбиты. Ограничения таковы, что в рамках стандартных моделей наличие поверхности, по мнению авторов, исключается.

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

Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик периодически (раз в несколько десятков тысяч лет) могут приливным образом разрушать звезды, подобравшиеся слишком близко к ним. При этом будет происходить довольно мощная и длинная вспышка в ультафиолетовом и рентгеновском диапазонах. На сегодняшний день известно несколько неплохих кандидатов. Авторы рассказывают еще об одном.

Изначально вспышка была обнаружена спутником Rosat. Затем спадание блеска на масштабе окло 13 лет наблюдалось с помощью XMM-Newton и Chandra. Если это и правда приливное разрушение звезы, то Chandra в относительно глубоких эспозициях сможет видеть слабеющий источник еще пару лет.

Авторы отмечают, что лучше всего искать такие вспышки в скоплениях галактик. И что прибор eROSITA, который планируется запустить через несколько лет на борту Спектр-Рентген-Гамма, сможет увидеть множество таких событий.

Авторы показывают, что объект SDSS J153636.22+044127.0 вероятно является системой, состоящей из двух черных дыр, разделенных расстоянием менее парсека. Это квазар на z~0.38. В нем наблюдается две системы широких линий, каждую из которых связывают с одной из двух черных дыр. Далее начинаются модельно зависимые рассуждения. Если они верны, то дыры крутятся друг вокруг друга с периодом около ста лет.

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

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 - гравитационно-волновая ракета. В результате слияния двух дыр образуется единый объект, который приобретает линейный импульс. Значит, мы должны видеть примеры дыр, вылетающих из ядра после слияния (разумеется, чаще всего дыра не будет как пуля вылетать из галактики и улетать в бесконечность, просто она начнет болтаться вблизи центра, т.к. ее скорость отдачи меньше скорости убегания). В квазаре SDSSJ092712.65+294344.0 как раз наблюдается нечто похожее.

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

В галактике NGC 4258 благодаря наличию мазерных источников в аккреционном диске вокруг черной дыры, мы можем получать хорошие данные о внутреннем парсеке. Это довольно редкий случай, т.к., изучив сотни галактик, других подобных систем найдено мало (всего мегамазерных галактик известно около сотни - пять процентов от исследованных, - но столь "качественных" - 4-5 штук. Исследования таких мегамазерных систем в диске позволяет получать очень точные оценки масс черных дыр и определять расстояния до галактик.

Вращающиеся черные дыры имеют большой запас энергии, которую нужно уметь забрать. Если это получается, то можно запускать мощные истечения - джеты, - которые наблюдаются и в двойных системах, и в активных ядрах галактик. Возможно, что и в гамма-всплесках мы имеем такую же ситуацию: вращающаяся черная дыра, диск и джеты. Существует несколько идей, как можно забирать у черной дыры энергию. Наиболее популярным является механизм, предложенный Блендфордом и Знаеком 30 лет назад. Но есть и другие. Например, механизм, основанный на идее Пенроуза. В обзоре детально разбираются механизмы использования энергии черных дыр и оценивается их важность в реальных астрофизических ситуациях. Статья очень непростая.

Постоянно появляются новые подходы к математическому описанию черных дыр. Авторы описывают некоторые из них. особое внимание уделено подходам, походим на известный мембранный.

Авторы рассматривают вопрос о том, что нового мы можем узнать благодаря детектору LISA с учетом того, что можно будет точно определить из какой галактики пришел сигнал (возможно, что это можно будет сказать даже до пика всплеска). Статья прежде всего интересна объяснением некоторых возможностей и их обсуждением. В частности, можно будет ограничивать альтернативные теории гравитации, т.к. можн буде определять задержку между приходом фотонного и гравитационного сигналов. Кроме того, наблюдения на LISA дадут независимую оценку расстояния до галактик по их гравитационно-волновому сигналу, что также очень интересно.

Красивый результат. Авторы показывают, что при слиянии двух сверхмассивных черных дыр будут интересные наблюдательные эффекты в электро-магнитном излучении.

Сверхмассивные черные дыры сливаются при слияниях галактик. Поэтому вокруг дыр не пусто - много газа. Соответственно, будет аккреционный диск. Именно в диске и будет происходить диссипация энергии гравволн. Оказывается, что хотя волны будут очень слабо "раскачивать" диск, тем не менее этого достаточно, чтобы за недели (а то и годы) до полного слияния возникал наблюдаемый сигнал. Кроме того, конечно же должен быть сигнал и от самого слияния. Интересно, что он придет к нам на несколько часов (или даже дней) позже гравитационного сигнала (пока там диск переконвертирует гравитационные волны в электро-магнитные).

Так что авторы полагают, что во-первых, можно надеяться увидеть сливающиеся черные дыры и до LISA (хотя, разумеется, LISA тут ничем не заменишь: увидеть сигнал, косвенно связанный со слиянием, совсем не тоже самое, что увидеть сам гравитационно-волновой сигнал). Во-вторых, уже после запуска LISA стоит ловить электро-магнитные сигналы, соответствующие наблюдающимся гравитационно-волновым.

Аккреция на нейтронные звезды и черные дыры идет не ровным спокойным потоком. Есть турбулентные движения, различные неустойчивости и тп. Все это отражается на кривой блеска источника, на тайминге и тд. Разумеется, астрономы "оборачивают" задачу: по таймингу, по наблюдениям флуктуаций светимости и другим меняющимся характеристикам они пытаются узнать что-то новое о процессе аккреции. О некоторых новостях в таких исследованиях можно узнать их обзора.

См. также статью arxiv:0802.0376, посвященную аналогичному вопросу, но только исключительно для систем с черными дырами.

Гигантская эллиптическая галактика NGC4649 находится в центре группы галактик. Можно было бы ожидать, что в галактическом центре находится сверхмассивная черная дыра, но никакой активности, связанной с ней, не наблюдается. Тем не менее, своей массой дыра себя выдает.

Наблюдения звездной кинематики уже позволили сделать оценку массу черной дыры. А в этой статье авторы используют еще один метод для "взвешивания" черной дыры. Они наблюдают горячий газ в галактике по его рентгеновскому излучению. В потенциале галактики без центрального массивного объекта газ должен быть холоднее в центральных областях. Поначалу и в NGC4649 температура газа спадает от 20 кпк до ~1 кпк от центра. Но детальные исследования газа внутри 200 пк от центра галактики показали, что там начинается рост температуры. Это можно объяснить наличием очень массивной черной дыры. Более того, если сделать разумное предположение о гидростатическом равновесии, то можно сделать оценку массы дыры. Для NGC4649 она получается равной примерно 3 миллиардам масс Солнца. Эта оценка совпадает со сделанной по кинематике звезд. Данное совпадение позволяет авторам статьи перевернуть аргументацию и говорить о том, что мы имеем подтверждение того, что газ находится в гидростатическом равновесии.

По данным оптических наблюдений авторы делают вывод о существовании черной дыры промежуточной массы (примерно от 30 000 до 50 000 масс Солнца) в скоплении Омега Центавра. В качестве оснований для такого вывода авторы используют распределение звездной плотности (они видят характерный касп), а также распределение скоростей (рост дисперсии скоростей в центре говорит о концентрации массы).

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

Авторы представляют результаты численного моделирования слияния черной дыры и нейтронной звезды, полученные с помощью нового кода. Напомню, что такие события во-первых, совершенно точно являются мощнейшими источниками гравитационных волн (и, скорее всего, LIGO первыми увидит именно их), а во-вторых, какое-то время такие события обсуждались как источники коротких гамма-всплесков.

Результаты подтверждают, что гамма-всплеск сделать трудно, т.к. почти все вещество нейтронной звезды сразу проваливается в дыру, и лишь жалкие проценты идут на образование диска. Разумеется, авторы рассчитывают форму гравимпульса. Сравнение результатов расчетов с данными о будущих "отловленных" всплесках гравизлучения позволит дать важные ограничения на уравнение состояния нейтронных звезд.

Как известно, в центре нашей галактики находится сверхмассивная черная дыра (с массой несколько миллионов солнечных). Как известно, дыра наша весьма неактивна: ее светимость мала в сравнении с эддингтоновским пределом для такой массы. Как известно, с ней связан источник Sagittarius A*. Как известно, этот источник вспыхивает. Как известно, причина вспышек неизвестна.

Авторам удалось отнаблюдать одну из вспышек сразу в четырех диапазонах с помощью первоклассных инструментов. Можно надеяться, что эти данные таки помогут теоретикам построить окончательную модель вспышек.

См. также arxiv:0712.2882, где "конкурирующая фирма" обсуждает ту же вспышку. Этой группе удалось отнаблюдать ее и на VLA.

Существует такая проблема: как быстро вырастить из зародышевых черных дыр сверхмассивные объекты в центрах галактик? Дело в том, что просто "напихать" вещество внутрь дыры за счет аккреции нельзя, т.к. при аккреции выделяется энергия, и этот поток излучения остановит аккрецию (точнее отрегулирует ее в соответствии с т.н. Эддингтоновским пределом, определяемым массой черной дыры).

Авторы рассматривают аккрецию на черную дыру из плотной газовой оболочки. Это похоже на ситуацию, в которой начинается рост массы черных дыр в центрах молодых галактик. За счет отвода энергии конвекцией, авторам удается обеспечить достаточно высокий рост массы. Так можно дорастить массу до нескольких тысяч солнечных за миллион лет. Потом оболочка, в которой идет конвекция, рассеивается. Это важный этап в процессе увеличения массы черных дыр. Вероятно, наблюдения на космическом телескопе следующего поколения могут дать ответ на вопрос реализуется ли такой сценарий в действительности.

Черные дыры бывают разными. Но самые достоверные кандидаты относятся или к дырам, входящим в двойные системы, или к сверхмассивным объектам в центрах галактик. О них и идет речь.

Описываются результаты моделирования по образованию черных дыр звездных масс (в результате коллапса массивных звезд на последних стадиях эволюции или в результате слияния нейтронных звезд), а также по росту массы сверхмассивных черных дыр.

С одной стороны тут прогресс и новые результаты, с другой - ситуация пока остается не до конца проясненной, далеко не до конца .....

Авторы сообщают о том, что оценка массы черной дыры в одной из внегалактических тесных двойных систем оказалось довольно высокой - около 16 масс Солнца. Это рекорд. Оценку удалось сделать благодаря тому, что в системе наблюдают затмения, т.е. мы видим ее почти с ребра. Это позволяет получить не только нижний предел (функцию масс), но и оценку массы черной дыры.

Отмечу, что все-таки не стоит преувеличивать точность оценки. Сами авторы говорят о 14-17 масс Солнца, но это не значит, что не может быть и 13, или 12 ....

Появление таких черных дыр не является чем-то неожиданным. Расчеты позволяют получать и несколько более массивные черные дыры в результате нормального коллапса ядер массивных звезд (другое дело, что в двойной системе появляются дополнительные сложности - масса "утекает" на звезду-соседку или рассеивается в пространстве на т.н. стадии "общей оболочки"). Тем не менее, если оценка подтвердится, результат крайне важен, ибо расчеты расчетами, а астрономия - наука наблюдательная. Ну а у теоретиков появилась дополнительная задача - объяснить формирование такой дыры в тесной двойной системе с известными параметрами.

Дополнительные материалы к статье находятся здесь: arxiv:0710.3168.

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

Если это подтвердится, то это куда как интереснее, чем черная дыра с массой 15 масс солнца.

Долгое время считали, что в шаровых скоплениях должны быть черные дыры, и что они должны излучать в рентгене. Но за 40 с лишним лет рентгеновской астрономии никто так ничего и не нашел. Более того, нет ни одной четко подтвержденной ("четко" на уровне других сильных кандидатов в черные дыры) черной дыры в шаровых скоплениях по данным любых наблюдений (хотя некоторые указания на их существование есть, связаны они все с динамикой звезд в скоплениях). Так вот, Томас и его коллеги рапортуют об обнаружении очень интересного источника.

Наблюдения проводились на XMM-Newton. Источник внегалактический. Материнская галактика NGC 4472. Светимость очень большая - под 10⁴⁰ эрг/с. Источник сильно переменный. Получен и оптический спектр, который, по мнению авторов, говорит в пользу их интерпретации. Соответственно, они полны энтузиазма и призывают искать черные дыры в двойных системах в шаровых скоплениях Млечного Пути (речь идет о дырах в спокойном состоянии, когда нет мощной аккреции, иначе давно бы уже открыли).

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

Небольшой обзор, посвященный квазипериодическим осцилляциям, наблюдаемым у кандидатов в черные дыры. Кроме обычно рассматриваемых тесных двойных систем автор уделяет относительно много места обсуждению осцилляций у Sgr A*. На мой взгляд, обзор хорошо иллюстрирует запутанность ситуации с интерпретацией осцилляций. Так что нужно достаточно аккуратно относиться к различным оценкам (в первую очередь массы и темпа вращения), получаемым на основе данных по QPO.

Большой обзор-лекция по слияниям черных дыр. Речь идет о теории, не о наблюдениях. Однако часть лекции будет вполне доступна неспециалистам.

Как известно, черная дыра в центре нашей Галактики - Sgr A* - время от времени выдает вспышки, наблюдаемые в рентгеновском и ИК диапазонах. Одну из них удалось одновременно пронаблюдать и в жестком гамма на H.E.S.S. Как оказалось, в гамма никакой вспышки не произошло. Это значит, что очень жесткие кванты возникают не вблизи черной дыры, как рентген, а где-то подальше.

Это в самом деле лекция, а не обзор. Т.к., статья содержит не перечень результатов, а детальное изложение. Разумеется, текст получается достаточно техническим. Будет полезен тем, кто в самом деле хочет разобраться, как работает механизм Блэндфорда-Знаека и тп. Требуется серьезный background.

Некоторый авторы полагают, что в расчетах излучения испаряющихся черных дыр важен учет фотосферы. В данной статье авторы исследуют этот вопрос и приходят к выводу, что фотосфера не образуется.

См. также вторую статью тех авторов.

Представлены поляриметрические наблюдения трех рентгеновских двойных (Sco X-1, Cyg X-2, GRS1915+105) в ближнем ИК диапазоне. Для всех трех поляризция обнаружено, но для GRS1915+105 она может быть связана с воздействием межзвездной среды, а для двух других - нет. Авторы полагают, что причиной поляризации может быть синхротронный механизм излучения. Тогда, мы заглядываем в самую внутреннюю область джета, глубже, чем это можно сделать в радиодиапазоне!

Дан обзор различных сценариев образования сверхмассивных черных дыр. Разумеется, авторы обсуждают недостатки различных сценариев и возможные пути решения имеющихся проблем.

Авторы обсуждают, как наличие достаточно массивных (не испарающихся) первичных черных дыр может влиять на свойства реликтового излучения, реионизацию и тп. Удается дать существенно (на порядки) более строгий предел на черные дыры с массой более 0.1 солнечной. Учет первичных черных дыр достаточно большой массы может быть важен при определении космологических параметров (ведь при такой процедуре всегда закладывается некоторая модель).

Автор рассматривает быстрое формирование черных дыр в ядрах галактик за счет прямого коллапса газа (т.е. без образования звезд). За счет аккреции такие дыры быстро наращивают свою массу до нескольких тысяч солнечных. Это может помочь решить проблему быстрого роста массы сверхмассивных черных дыр.

10 июня этого года спутник SWIFT увидел очередной гамма-всплеск. Ну увидел - и увидел. Он их часто видит, для того и запускали. Но все не так просто. Возможно, что мы имеем дело с интересным открытием.

Спутник SWIFT несет на борту приборы, позволяющие определять положение всплеска с достаточно высокой точностью (несколько угловых минут). После всплеска, длившегося 5 секунд (нормальный всплеск, классифицируемый как "длинный") в той области, из которой пришел всплеск удалось увидеть переменный рентгеновский источник. Оптические наблюдения этой области показали, что спектр похож на спектр звезды класса К (это может быть суб-гигант или карлик, т.е. обычная звезда главной последовательности). Все это говорит о том, что мы видим тесную двойную систему, скорее всего с черной дырой. Если эта система имеет отношение к всплеску, то это очень важный результат! Это означает, что двойные черные дыры (в паре с маломассивным компаньоном) могут показывать очень интересный тип активности, который "подмешивается" к обычным гамма-всплескам!

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

У известного кандидата в черные дыры Cyg X-1 существует модуляция излучения с периодом около 150 дней. Это много больше орбитального периода. Благодаря новым данным авторы получили возможность достаточно подробно исследовать эту переменность. Вероятнее всего, мы имеем дело с прецессией аккреционного диска. Такое явление наблюдается и у другой известной системы - SS 433. Вообще, системы очень похожи! Только режимы аккреции разные.

Давно уже было замечено, что в среднем радиоизлучение от дисковых галактик намного слабее, чем от эллиптических (речь идет о крупных эллиптических галактиках). Было высказано предположение, что это может быть связано с тем, что в эллиптических галактиках центральные сверхмассивные черные дыры быстрее вращаются. В данной статье авторы проверяют эту идею.

В самом деле, расчеты показывают, что из-за того, что рост масс черных дыр в эллиптических галактиках происходит во время мощных эпизодов аккреции, связанных со слияниями с крупными галактиками, а в дисковых масса дыр растет из-за скромных эпизодов, вращение черных дыр быстрее в эллиптических.

С помощью наземного гамма-телескопа MAGIC проведены наблюдения самой известной системы с черной дырой (или, строго говоря, с кандидатом в черные дыры) - Лебедь Х-1. Никакого постоянного гамма-излучения обнаружено не было. Зато есть слабое (на уровне 4 сигма) указание на то, что была обнаружена вспышка. Причем вспышка совпала с рентгеновской. Если гамма-вспышка реальна, то это первый пример обнаружения гамма-излучения ТэВной энергии от кандидата в черные дыры (напомню, что лет 20 назад по этому поводу было много дискуссий, и тогда не удалось доказать реальность сигналов, о которых заявляли несколько групп исследователей).

Наблюдения этого источника обсуждаются также в е-принте arxiv:0706.1372. В нем представлены результаты совместных наблюдений в радио и рентгеновском диапазонах. Удалось увидеть вспышку, произошедшую практически одновременно на этих столь разных длинах волн.

Представлены результаты численного моделирования слияния галактик с черными дырами. Отслеживается процесс формирования связаной системы из двух черных дыр.

Статья написана для Science, кроме того представлено много дополнительных материалов. Рекомендуется к прочтению.

Очень содержательно, понятно и красочно расписано про модели, в рамках которых интерпретируются данные по наблюдениям микроквазаров. В основном речь идет о рентгеновских спектрах, об их вариациях и тп.

Небольшой обзор по рентгеновским наблюдениям УМИ. Разумеется, автор обсуждает обе гипотезы о природе этих источников (черные дыры промежуточных масс или же обычные "звездные" черные дыры), но обзор все-таки именно что наблюдательный, и в этом его достоинство. Не защищая ни одну из гипотез, автор излагает основные факты и рассматривает, как они укладываются (или не укладываются) в рамки моделей.

На самом деле, не такое уж краткое, и совсем не простое введение в керровскую метрику. Хотя простота состоит, пожалуй, в том, что выписаны многие формулы, без которых потом совсем нельзя влезать в детали (детали - в книге, может быть и она появится в свое время в сети).

По данным наблюдений на Чандре в центральной области известной близкой галактики с мощным звездообразованием М82 открыт транзиентный ультрамощный источник (аудиофайл с записью научно-популярной программы, в которой шла речь об этих объектах, можно найти здесь). Расположен объект в молодом звездном скоплении. Авторы полагают, что мы имеем дело с черной дырой промежуточной массы (более 100 солнечных).

Часто спрашивают: "А как определяют массы черных дыр в галактиках?" А вот так! Читайте об одном из методов.

Идея состоит в том, что по изменениям потока излучения от активного ядра можно судить о поведении газа вокруг черной дыры. Нужно только достаточно часто и регулярно проводить фотометрические наблюдения и получать спектры (важно ведь также и то, как меняется интесивность спектральных линий и тп.). Ну а поведение газа содержит в себе информацию о массе дыры.

Конечно, метод более чем не прямой. Тем не менее, вполне полезный.

Рассматривается совместная эволюция галактик и сверхмассивных черных дыр в рамках стандартной иерархической модели. Уникальность численной модели состоит в том, что все-все-все по возможности рассмотрено совместно.Вроде бы, все основные закономерности и наблюдательные факты находят свое место в данной модели.

См. также arxiv:0705.2238

Обзор по сверхмассивным черным дырам от одного из крупнейших экспертов в данной области. Рассматривается место сверхмассивных черных дыр в иерархической модели формирования структуры. Кроме того, поскольку Мелиа, как теоретик, много занимался "нашей" черной дырой (т.е. Sgr A*), то в обзоре довольно много места уделено сверхмассивной дыре в центре Млечного Пути.

Как принято говорить, "педагогическая заметка". Т.е., никаких оригинальных результатов тут нет, зато разобрана интересная задача.

Рассматривается падение в черную дыру. Задача одномерная. Вопрос таков: как сделать время падения от горизонта до сингулярности максимальным. Краткий ответ таков: не рыпаться. Максимальное время достигается, если падение от горизонта начинается из состояния покоя. Контринтуитивный результат таков: если вы падаете от горизонта из состояния покоя, а под горизонтов включаете двигатели ракеты, чтобы замедлить падение, то падение свое вы только ускорите. Единственное в чем двигатели могут быть полезны, так это в попадании на траекторию, соответствующую падению из состояния покоя на горизонте.

В вполне доступной статье авторы рассматривают вопрос о том, можно ли с точки зрения современных наблюдений различить черные дыры и кротовые норы. Оказывается, что сделать это практически невозможно. Все упирается в то, что как обычно продемонстрировать существование горизонта у реального астрономического объекта крайне тяжело.

Подробнее об этой статье см. в новостях науки на сайте Грани.ру.

Года три назад возродился интерес к т.н. "гравитационно-волновой ракете". Идея тут в том, что при слиянии черных дыр образующаяся дыра получает импульс (или, как говорят, "кик" - удар, толчок, kick). Связано это с несимметричным излучением гравитационных волн.

В самом начале своей статьи Бейкер и др. отмечают успехи в численном моделировании слияний черных дыр. Тем не менее, для "широкой общественности" было бы чрезвычайно удобно, если бы результаты расчетов были хорошо зааппроксимированны какой-нибудь формулой (пусть и сложной), ибо иначе независимым группам (у которых нет своих кодов) невозможно включать учета эффекта гравитационно-волновой ракеты в свои модели. А эффект важен для многих областей астрофизики. В первую очередь он существенен при расчетах роста галактик в модели иерархического скучивания.

В своей статье Бейкер и др. пытаются дать такую формулу, основываясь на своих расчетах, а также на результатах опубликованных расчетов других групп. Формула дана, и по словам аворов она аппроксимирует результаты с точность лучше 10 процентов.

Напомню, что при слиянии двух черных дыр образующаяся дыра получает дополнительную скорость из-за несимметричного излучения гравитационных волн на последних стадиях слияния. Типичные скорости получаются порядка 100 км/с. Скорость зависит от отношения масс черных дыр, от ориентации их осей вращения и от скорости вращения. Провести точный расчет нелегко из-за трудности задачи, поэтому многие детали распределения скоростей остаются неизвестными.

Авторы данной статьи исследовали, какой может быть максимальная скорость, приобретенная черной дырой за счет эффекта гравитационно-волновой ракеты. Согласно их расчетам максимальная скорость может достигать 4000 км/с!

Полезный обзор по черным дырам. Речь идет об объектах, возникающих из самых первых звезд (популяция III) на больших красных смещениях, и об их эволюции. Именно слияния этих черных дыр и аккреция на них приводят к формированию сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. Но уже на больших красных смещениях, едва возникнув, черные дыры могут начать сиять как первые микроквазары... В общем - интересный и очень понятный обзор.

В дополнение стоит обратить внимание на обзор astro-ph/0701512.

Гравизвезды - это такая довольно странная альтернатива черным дырам. По правде сказать, все альтернативы черным дырам выглядят странно, так что среди них гравизвезды вполне так себе нормальны :). Авторы обсуждают, как данные по аккрецирующим (или аккрецировавшим) черным дырам могут закрыть модель гравизвезд, или зотя бы сильно ее ограничить.

Рентгеновские наблюдения указывают на наличие в шаровом скоплении в галактике NGC 4472 аккрецирующей черной дыры. Собственно, указание состоит в том, что светимость источника слишком высока, чтобы объяснить ее аккрецией на нейтронную звезду, а переменность источника исключает возможность того, что светят несколько отдельных объектов, сливающихся для нас в один.

Мне статья показалась очень интересной. В самом деле, мы плохо понимаем, какие из массивных звезд превращаются в нейтронные звезды, а какие в черные дыры. Ясно только, что нет какого-то одного универсального предела на массу, выше которой звезда является прародителем черной дыры.

Тематика лекций охватывает и теорию и наблюдения. В теории автор не углубляется слишком далеко. В общем, обзор оставил хорошее впечатление: очередной раз вместе собраны основные данные по черным дырам.

Кроме того, стоит упомянуть свежий обзор astro-ph/0610544, посвященный аккреции на черные дыры.

Обзор написан для конференции, посвященной проекту LISA, поэтому основной материал увязывается с излучением гравволн. Однако из без них там есть что обсудить.

Собственно, основной темой является следующий процесс. В ходе иерархического скучивания, когда из первоначальных небольших гало "на одну звезду" формируются галактики, их скопления и т.п., происходит множество актов слияния черных дыр. Дело в том, что первые звезды, появляющиеся в этих первичных гало, в основном должны порождать именно черные дыры. Начав с масс порядка 100-200 масс Солнца, черные дыры быстро "полнеют", и, если на них идет аккреция, мы можем наблюдать их как квазары на больших красных смещениях.

Пропустил бы статью, если бы не проф. Постнов. (Произошедшее лишний раз доказывает, что очень полезно по утрам обсуждать свежие статьи в Архиве и т.п. К сожалению, массового характера такие дискуссии у нас не носят).

Авторы исследовали коллапс сферической оболочки (доменной стенки) в квантовой модели. Так же как и в классическом случае, для удаленного наблюдателя коллапс длится вечно. Тут все хорошо. Интересное дальше.

У авторов получается, что образования горизонта таки не происходит. Все успевает испариться до его появления. Т.о., нет проблем с потерей информации (информационный парадокс, связанный с черными дырами, является предметом бурного обсуждения).

Статья достаточно техническая. Было бы хорошо, если бы кто-то из специалистов в данной конкретной области выступил с разъясненниями и поясненниями. В частности, было бы важно понять насколько результат модельно зависим, насколько могут быть критичны сделанные предположения и т.п.

Я уже рассказывал об ультрамощных рентгеновских источниках (УМИ). В этой работе авторы описывают результаты недавних наблюдений на спутнике XMM-Newton. Исследуя спиральную галактику (без можного звездообразования, имеющую наименование MCG-03-34-63, они обнаружили внеядерный источник, поток от которого соответствует болометрической изотропной светимости 3 10⁴¹ эрг в секунду. Т.о., источник является претендентом на звание самого мощного из известных УМИ. Если оценка светимости верна, то мы должны иметь дело с аккрецией на черную дыру с массой более 2300 солнечных масс.

Собственно, в статье описан веб-проект, посвященный черным дырам. Можно почитать статью, а можно сразу пойти на сайт.

Большой и подробный обзор, посвященный двойным системам, в состав которых входят черные дыры (или, кандидаты в черные дыры, если так угодно консервативной публике).

Хороший небольшой обзор по черным дырам.

По результатам рентгеновских наблюдений на XMM-Newton авторам удалось зарегистрировать квазипериодическую модуляцию сигнала во время рентгеновской вспышки источника Sagittarius A* - сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики.

Характерный период составляет около 22 минут. Сама вспышка продолжалась около 3 часов. Т.о. за все время наблюдений прошло не так уж много циклов. В такой ситуации определить периодичность модуляции непросто, и авторам пришлось развить некоторую специальную методику.

Если верна самая простая интерпретация наблюдаемой модуляции, связанная с вращением на последней устойчивой орбите, то при массе черной дыры 3.5 миллиона солнечных, ее параметр вращения равен a=0.22.

Я уже рассказывал об открытии 62-дневного орбитального периода у яркого источника в М82. Тогда рассказ основывался на короткой заметке для журнала Science. Сейчас же появилась "полноразмерная" статья, посвященная детальному исследованию этого объекта.

Итак, что известно. Имеем достаточно яркий источник в галактике М82. Если считать, что он излучает сферически симметрично, то светимость получается равной 2.4 10⁴⁰ эрг/с. У источника открыт орбитальный период около 62 дней. Это говорит о том, что компаньон является звездой гигантом. Кроме того, от источника наблюдалась вспышка продолжительностью в несколько дней. При этом светимость (опять же, рассчитанная для изотропного излучения) возросла до 10⁴¹ эрг/с.
Далее. Наблюдения на Чандре показали также наличие второго источника. Он тоже достаточно яркий, чтобы его классифицировать как ультрамощный. По всей видимости, от этого второго источника зарегистрированы низкочастотные квазипериодические осцилляции (выяснить это напрямую непросто, т.к. результат получен с помощью приборов спутника RXTE, который обладает плохим угловым разрешением).

Анализ комплекса данных от этих двух объектов позволяет авторам заключить, что оба являются очень хорошими кандидатами в черные дыры промежуточных масс.

Открыта система из двух сверхмассивных черных дыр. Это не первая такая система, и я уже рассказывал о них ранее, даже не раз. Однако новая система выделяется своей компактностью. Расстояние между дырами всего 7.3 парсека!

К сожалению, ждать слияния пришлось бы достаточно долго. Если дыры будут терять угловой момент только за счет гравитационного излучения, то до слияния целых 10¹⁸ лет. В центрах галактик можно придумать несколько способов, как сократить это время (например, система может сближаться из-за динамического трения, или же система будет выкидывать звезды, уменьшая тем самым орбитальный момент).

Важно, что эта двойная может быть первой ласточкой среди двойных черных дыр с расстоянием между компонентами порядка нескольких парсек и меньше. Такие системы важны для планирующегося космического интерферометра LISA.

Черные дыры промежуточных масс могли появиться в Галактике в процесс ее образования. Это возможно, т.к. самые первые звезды могли порождать такие компактные объекты. Потом дыры вошли бы в состав гало Млечного Пути во время т.н. иерархического скучивания. Важно попытаться понять, много ли таких черных дыр на самом деле летает в гало.

Авторы используют такой подход. Они пытаются оценить, какая доля таких черных дыр проявляла бы себя как яркие рентгеновские источники из-за аккреции межзвездной среды во время пересечения галактического диска. Наблюдения говорят, что ни одного яркого объекта, который мог бы быть такой дырой, мы не видим. Значит, можно попытаться дать ограничение на полное число черных дыр промежуточных масс в гало.

Вроде бы все просто. На самом деле, во-первых, задача довольно модельнозависимая. Во-вторых, важны детали взаимодействия черной дыры с межзвездной средой (в частности, прогрев). Со второй частью авторы вообще не очень церемонятся, выбирая довольно эффективную аккрецию без учета прогрева. Что же касается моделей распределения черных дыр, то тут более аккуратно рассмотрено несколько вариантов.

В итоге все-таки не получается сделать достаточно сильные ограничения. Тем не менее, подход достаточно интересный. И авторы полагают, что это самые сильные наблюдательные ограничения. Однако, как мне кажется, пренебрежение деталями взаимодействия излучения черной дыры с межзвездной средой и другими эффектами делает результат менее ярким.

Небольшой обзор по сверхмассивным черным дырам. Марта - создатель одного из комплекса программ, рассчитывающих процесс формирования галактик в модели иерархического скучивания. Соответственно, обзор написан "с этой колокольни". Т.е. в основном обсуждается эволюция черных дыр: откуда они взялись, как росла их масса, как они себя проявляли на разных стадиях эволюции.

Напомню, что ультрамощные рентгеновские источники ( УМИ) остаются до конца не расшифрованной популяцией. Возможно, что пока в ней перемешаны объекты нескольких типов, в том числе и просто фоновые источники. Автор провел детальное исследование четырех УМИ, расположенных не в областях звездообразования, а несколько "на отшибе", имея целью показать, что это могут быть фоновые источники. В самом деле, для трех из четырех недвусмысленно продемонстрировано, что это далекие квазары.

Т.о. детальная оптическая спектроскопия способна эффективно отделять квазары и активные ядра галактик, которые мы из-за эффекта проекции ошибочно можем классифицировать как УМИ. Загадка, впрочем, остается: природа тех, что в самом деле являются УМИ так и не выяснена.

Исследованы около 100 ультрамощных источников (УМИ) в 32 близких галактиках. Это удалось сделать, используя данные уже очень большого архива, накопленного при наблюдениях на спутнике XMM-Newton. Целью было исследование вопроса о существовании черных дыр промежуточных масс.

Похоже, что класс УМИ все-таки не однороден. Несмотря на то, что часть из соавторов статьи придерживается гипотезы о черных дырах промежуточных масс, в статье пишется о многочисленных источниках, которые, по всей видимости, являются обычными черными дырами (т.е. имеющими звездные масссы). Лишь небольшая доля (16 источников) вероятно являются системами с массивными черными дырами. Тем не менее, и эту долю как-то надо объяснять.

Этот результат получил большой резонанс в новостях, поэтому упоминаем о нем. Хотя, ничего супернового по сути не открыто.

Авторам удалось сделать важную, но достаточно техническую вещь. Они вдвое смогли улучшить предел на размер источника в центре нашей Галактики. Достигнутой значение в 1 а.е. позволяет с большей уверенностью говорить об интерпретации источника как сверхмассивной черной дыры.

Исследованы около 100 ультрамощных источников (УМИ) в 32 близких галактиках. Это удалось сделать, используя данные уже очень большого архива, накопленного при наблюдениях на спутнике XMM-Newton. Целью было исследование вопроса о существовании черных дыр промежуточных масс.

Похоже, что класс УМИ все-таки не однороден. Несмотря на то, что часть из соавторов статьи придерживается гипотезы о черных дырах промежуточных масс, в статье пишется о многочисленных источниках, которые, по всей видимости, являются обычными черными дырами (т.е. имеющими звездные масссы). Лишь небольшая доля (16 источников) вероятно являются системами с массивными черными дырами. Тем не менее, и эту долю как-то надо объяснять.

Этот результат получил большой резонанс в новостях, поэтому упоминаем о нем. Хотя, ничего супернового по сути не открыто.

Авторам удалось сделать важную, но достаточно техническую вещь. Они вдвое смогли улучшить предел на размер источника в центре нашей Галактики. Достигнутой значение в 1 а.е. позволяет с большей уверенностью говорить об интерпретации источника как сверхмассивной черной дыры.

Авторы обсуждают следствия того, что черные дыры при слиянии могут приобретать линейный момент. Я об этом рассказывал в прошлом году: astro-ph/0402056, astro-ph/0408492.

Основной вывод статьи состоит в том, что несколько процентов черных дыр могут покидать галактики и вылетать в межгалактическое пространство. Кроме того, около половины черных дыр будут "болтаться" в гало галактики.

Особо отмечу, что наконец-то в печати высказана идея, которая давно грела мое сердце, но по ряду причин развить ее не удалось. Это идея о том, что ультрамощные источники могут быть связаны с такими блуждающими черными дырами промежуточных масс. Кратко об этом можно почитать в моей статье на Астронете (в доработанном виде статья была опубликована в журнале Вселенная. Пространство. Время. ).

О слияниях черных дыр см. также еще более свежую работу astro-ph/0512123.

Как известно, не смотря на то, что концепция черных дыр считается более чем стандартной, получить прямые доказательства их существования очень трудно. Поэтому достаточно важно обсуждать возможные альтернативы.

В случае сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик таких альтернатив несколько: скопления двойных или одиночных слабосветящихся звезд, экзотические сверхмассивные объекты и т.д. В статье показано, что можно закрыть несколько возможных альтернатив. Т.е. наличие черных дыр становится все более неизбежным. В частности, показано, что скопление двойных компактных объектов не решает проблему. Довольно быстро оно должно привести к образованию черной дыры.

Еще одна статья на близкую тему, но уже в приложении к центру нашей Галактики, опубликована Бродериком и Нараяном. Эти авторы приводят дополнительные аргументы в пользу того, что центральное массивное тело не может иметь поверхности (т.е. является черной дырой).

Небольшой, но очень содержательный обзор по черным дырам. Есть некоторый минимум формул, так что вовсе не только "слова, слова, слова". Рекомендуется тому, кто пока формул про черные дыры видел мало и хотел бы углубится свое знание без залезания в дебри.

Дается обзор последних результатов по наблюдениям галактического центра на высоких энергиях (рентген, гамма). Разумеется, во многом это результаты спутника ИНТЕГРАЛ.

Об одном результате, полученном на ИНТЕГРАЛЕ, можно также подробно прочесть здесь.

Обнаружение квазаров без хозяйских галатик (речь идет о ярком квазаре HE0450--2958 ) не могло не привести к идее о том, что собственно квазар - т.е. сверхмассивная черная дыра, подпитываемая аккрецией - может выбрасываться из центра галактики из-за динамического взаимодействия. Появилось сразу две статьи на эту тему (вторая - astro-ph/0511242).

Отметим, что кроме обычного ("ньютоновского") выбрасывания за счет взаимодействия трех тел (т.е. нужно, чтобы во заимодействии участвовали три сверхмассивные черные дыры, что вполне может, и даже должно, происходить при последовательном слиянии галактик) может также работать механизм гравитационной ракеты, когда черная дыра, образовавшаяся в результате слияния двух дыр, будет приобретать импульс за счет несимметричного гравитационного излучения.

Не все согласны с идеей о выбросе. Так Давид Меритт и его соавторы в своей статье (astro-ph/0511315) оспаривают всю цепочку рассуждений. Они полагают, что на самом деле масса черной дыры на порядок меньше. Соответственно, это не квазар, а сейфертовская галактика. Тогда верхний предел на светимость галактики ничему не противоречит, т.е. нельзя воскликнуть: "а квазар-то голый!" Просто галактика слишком слаба, чтобы ее разглядеть.

Результаты новых наблюдений вкупе с новым моделированием позволили авторам дать оценку массы черной дыры в шаровом скоплении G1: 13000-23000 массы солнца. Вероятность того, что черной дыры нет составляет менее 3 процентов.

Обзор, целиком посвященный физике черных дыр. Статья написана очень популярным языком, поэтому разобраться во всем достаточно легко. Автор на пальцах объясняет все основные понятия, связанные с описываемым предметом.

Около года назад активно обсуждались новые расчеты по гравитационной отдаче, возникающей при слиянии двух черных дыр. Основным результатом эффекта служит приобретение получившейся черной дырой линейного момента (т.е., попросту говоря, разгон). В обсуждаемой статье представлены новые расчеты, включающие дополнительные члены. Результаты находятся в согласии с тем, что представляли Favata и соавторы.

Обзор по черным дырам. В основном описываются черные дыры звездных масс в тесных двойных системах.

Подробно описываются современные данные и идеи, связанные с формированием и эволюцией сверхмассивных черных дыр. В это области с одной стороны уже достаточно много фактических данных, с другой - есть жгучие проблемы (например, каким образом уже на больших красных смещениях образуются очень массивные черные дыры).

Как вы помните, гамма-всплески делятся на короткие (менее одной секунды) и длинные (более 10 секунд) (см. рисунок по ссылке). Первые объясняются как результат слияния двух нейтронных звезд (и мы недавно рассказывали об этом, это был как раз обзор Стефана Россвога). Вторые - аккрецией на черную дыру после вспышки сверх(гипер)новой. Резонно спросить: а что будет, если сливается нейтронная звезда и черная дыра? Очевидно, что нейтронная звезда будет разрушена, и вокруг черной дыры образуется диск. Ситуация качественно похожа на ту, что считается причиной гамма-всплеска.

Стефан детально (насколько это сейчас возможно) исследует слияния нейтронных звезд и черных дыр. Его результаты говорят о том, что свойства образующихся дисков не позволяют говорить о генерации гамма-всплесков.

Другая статья на ту же тему (но уже без детальных численных расчетов) представлена Coleman Miller'ом. Он также подтверждает, что слияния нейтронных звезд и черных дыр не приводят к появлению гамма-всплеска.

Авторы рассматривают возможность образования массивных (т.е. существенно тяжелее "звездных") черных дыр в шаровых скоплениях. Сценарий, предлагаемый ими, таков. В начале в центре массивного шарового скопления образуется массивный газовый диск. Затем из этого диска образуется массивная звезда, которая потом, в свою очередь, превращается в черную дыру. Масса таких черных дыр будет порядка 300 солнечных.

Отметим, что для формирования черной дыры нужна очень большая масса скопления - более 6 миллионов масс солнца в звездах на сегодняшний день. Таких скоплений очень мало. Масса самой черной дыры при этом оказывается практически независящей от массы скопления.

Т.н. Техасский симпозиум - это своего рода "отчетная конференция" в астрофизике высоких энергий, проводимая ежегодно. Все началось с конференции в Техасе в 1963 году (отсюда и название), однако из 22-х конференций большинство прошло в других местах по всему миру. Традиционно на этих встречах много обзорных докладов. Вашему вниманию представляется один из них.

Как известно, есть четыре основных типа черных дыр, обсуждаемых в астрофизике:

первичные черные дыры.

Последние образовались в молодой Вселенной. Наименее массивные из них успели полностью (или почти целиком) испариться. Если черные дыры испаряются до конца, то наиболее многочисленными сейчас должны быть первичные дыры с массами порядка 10¹⁵ г.

Никаких "положительных" наблюдений первичных черных дыр так и нет. Поэтому в обзоре речь идет в основном о теории, верхних пределах и возможных путях регистрации прямых свидетельств существования этих реликтов ранней Вселенной.

миниобзор astro-ph/0504185 Состояния черных дыр: аккреция и джеты (Black Hole States: Accretion and Jet Ejection)
Authors: Tomaso Belloni
Comments: 8 pages, 3 figures, in "Interacting Binaries: Accretion, Evolution and Outcomes", eds. L. A. Antonelli, et al., Procs. Interacting Binaries Meeting, Cefalu, Italy, June 2004, in press (AIP)

Черные дыры в тесных двойных системах наблюдаются как рентгеновские источники благодаря аккреции. Наблюдений показали наличие разных режимов, отличающихся (с наблюдательной точки зрения) по спектральным характеристикам, мощности излучения, модуляции излучения и т.п.

В обзоре суммируется классификация состояний источников с черными дырами. Кратко обсуждаются физические условия в каждом из состояний.

Распечатывая статью будьте внимательны! Последние 24 страницы (из 40) пустые, т.к. большие рисунки нельзя было поместить в Архив из-за ограничения на объем.

Выпуск 102. 21-31 марта 2005

astro-ph/0503453 Быстрый рост черных дыр в галактиках с мощным звездообразованием (Rapid Growth of Black Holes in Massive Star-Forming Galaxies)
Authors: D.M. Alexander et al.
Comments: 5 pages, 2 figures, to appear in Nature on 7th April

Как известно, существует проблема с темпом роста сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Суть проблемы в том, что уже на довольно больших красных смещениях мы видим мощные квазары, т.е. уже сформировались массивные (около сотни миллионов масс солнца) черные дыры. При этом времени на набор массы у них было немного. Предполагалось существование до-квазарной стадии эволюции, когда образовывались массивные галактики (т.е. шло звездообразование) и одновременно набиралась масса черными дырами.

Авторы исследовали в рентгеновском диапазоне далекие галактики, яркие в субмиллиметровом диапазоне (мощное излучение на этих длинах волн свидетельсвует о мощном образовании звезд). Если бы одновременно черные дыры активно набирали массу, то было бы зарегистрировано их рентгеновское излучение. И оно было зарегистрировано!

Выпуск 100. 01-10 марта 2005

astro-ph/0503097 Использование радиоизлучения для регистрации одиночных и "молчащих" аккрецирующих черных дыр (Using radio emission to detect isolated and quiescent accreting black holes)
Authors: Thomas J. Maccarone
Comments: 5 pages, 1 table, accepted to MNRAS Letter

В Галактике полным полно черных дыр! Минимальная оценка их числа составляет около 100 миллионов. Только вот очень уж нелегко обнаружить очень черную кошку в очень темной комнате, даже если она там есть. Сейчас даже ребенок вам скажет, что поиски черной кошки нужно вести не просто глазами, а тепловизором, т.е. нужно правильно выбрать спектральный диапазон (таких слов ребенок может, правда, и не знать). Так же обстоит дело и с черными дырами.

Автор статьи полагает, что именно радионаблюдения, особенно на будущей антенне LOFAR, смогут открыть для нас многообразие одиночных черных дыр.

Автор проводит оценки обнаружимости для различных типов черных дыр. В случае обычных, происходящих из массивных звезд, можно ожидать, что LOFAR увидит около 400 объектов. Если же рассмотреть возможность регистрации гипотетических черных дыр промежуточных масс, то LOFAR увидит около трети процента таких источников (а именно около 10, если их в Галактике около 3000 штук).

astro-ph/0503200 Звезды темной энергии (Dark Energy Stars)
Authors: G. Chapline
Comments: 4 pages, 2 figures

Обсуждаются противоречия между квантовой механикой и общей теорией относительности на примере коллапсирующих объектов. Сами "Звезды темной энергии" - это альтернатива черным дырам.

Подчеркнем, что статья более чем спорная. Однако интересная.

astro-ph/0503217 Радиоизлучение, связанное с УМИ в Холмберг II (Radio Emission Associated with the ULX in Holmberg II)
Authors: Neal A. Miller, Richard Mushotzky, Susan Neff
Comments: 5 pages with 3 figures, to appear in ApJ Letters

Обнаружено радиоизлучение, связанное с одним из ультрамощных рентгеновских источников (УМИ). Излучение приходит оз области размером 60 на 40 парсек. Поэтому, полагают авторы, оно не может вызываться источником с черной дырой звездной массы, излучающим анизотропно. Значит, считают они, мы все-таки имеем дело с черной дырой более массивной, чем те что порождаются сейчас в конце звездной эволюции.

Выпуск 99. 15-28 февраля 2005

astro-ph/0502265 Обзорный радиомониторинг ультрамощных рентгеновских источников (A Radio Monitoring Survey of Ultra-Luminous X-Ray Sources)
Authors: E. Koerding, E. Colbert, H. Falcke
Comments: Accepted for publication in A&A, 11 pages, 4 figures

Авторы провели радиомониторинг девяти ближайших ультрамощных рентгеновских источников (УМИ) с помощью VLA. Ни постоянного, ни вспышечного радиоизлучения от УМИ зарегистрировано не было (обнаруженное излучение двух источников в М82 скорее всего связано с остатками сверхновых). В принципе результаты наблюдений не позволяют выбрать одну из двух основных гипотез, объясняющих природу УМИ (аккреция на черные дыры промежуточных масс или же аккреция на черные дыры звездных масс с образованием релятивистских джетов). Однако такие наблюдения важны, может быть в дальнейшем авторам повезет больше, и их результаты смогут помочь в выборе модели для УМИ.

Выпуск 98. 01-14 февраля 2005

миниобзор astro-ph/0502124 Галактические сколлапсировавшие объекты (Galactic Collapsed Objects)
Authors: Janusz Ziolkowski
Comments: 15 pages; presented at Vulcano Workshop 2004; to be published in "Frontier Objects in Astrophysics and Particle Physics", 2005

Хороший небольшой обзор, посвященный нейтронным звездам и черным дырам. Обо всем по чуть-чуть, но в итоге собрано много полезных данных по разным типам систем с компактными объектами. В основном обсуждаются массы и магнитные поля. Кроме того, рассмотрены системы с квазипериодическими осцилляциями (QPO).

Выпуск 97. 17-31 января 2005

миниобзор astro-ph/0501280 Спектральные свойства черных дыр в гамма диапазоне (Spectral Properties of Black Holes in Gamma Rays)
Authors: Sandip K. Chakrabarti
Comments: 13 pages, 8 figures, Astronomy and Space Science (in press), Proceedings of the Hong Kong Conference (2004) Edited by Cheng and Romero

миниобзор astro-ph/0501298 Переходы черных дыр между классами переменности (Class Transitions in Black Holes)
Authors: Sandip K. Chakrabarti
Comments: 12 pages, 10 figures To be published in the Proceedings of 5th Microquasar Conference (Beijing, 2004)

Трудно обойти вниманием тот факт, что 17 января (т.е. за один день!) появилось 22 (!) статьи, одним из авторов которых является Sandip K. Chakrabarti. Обратим внимание читателей на две из них. Это обзоры, посвященные черным дырам.

astro-ph/0501305 Оптический компаньон ультрамощного источника в NGC5204 (The optical counterpart of an Ultra-luminous X-Ray Source in NGC 5204)
Authors: Ji-Feng Liu et al.
Comments: 2004ApJ...602..249L

astro-ph/0501310 Оптические наблюдения ультрамощных рентгеновских источников в близких галактиках (Optical studies of ultra-luminous X-ray sources in nearby galaxies)
Authors: Ji-Feng Liu et al.
Comments: 29 pages, 10 figures

astro-ph/0501306 Двухчасовой квазипериод в ультрамощном источнике в NGC628 (A Two Hour Quasi-Period in an Ultra-luminous X-Ray source in NGC628)
Authors: Ji-Feng Liu et al.
Comments: 12 pages, 3 figures. accepted for publication in ApJ Letter

astro-ph/0501309 Ультрамощные рентгеновские источники в близких галактиках по данным ROSAT HRI. I. Анализ данных (Ultra-luminous X-ray Sources in nearby galaxies from ROSAT HRI observations I. data analysis)
Authors: Ji-Feng Liu et al.
Comments: 130 preprint pages, 76 pfigures, 3 tables, 67 pages in ApJS. to appear in the March issue in ApJS

astro-ph/0501312 Ультрамощные рентгеновские источники в близких галактиках по данным ROSAT HRI. II. Статистические свойства (Ultra-luminous X-ray Sources in nearby galaxies from ROSAT HRI observations II. statistical properties)
Authors: Ji-Feng Liu et al.
Comments: 45 pages, 14 figures, 5 tables. submitted to ApJ

Представляем статьи, составившие основу "горячей темы" выпуска.

Как мы неоднократно отмечали, сверхмощные источники - одна из наиболее интересных загадок в астрофизике высоких энергий. И именно наблюдения (в первую очередь наблюдения нормальных звезд-компонентов) дадут ответ какие же черные дыры сидят в этих системах.

В первой из речь идет как раз об обнаружении оптического компаньона одного из УМИ (ультрамощных источников). Обработка данных и их анализ показывают, что наиболее вероятно, что нормальная звезда является сверхгигантом класса B0. Для определения массы черной дыры понадобятся новые наблюдения (в частности, авторы надеются обнаружить орбитальный период).

Оптические наблюдения УМИ суммированы во второй статье.

Во третьей статье рассказывается об обнаружении квазипериодических изменений рентгеновской светимости источника в спиральной галактике NGC 628. Период составляет порядка 1-2 часов. Это уникальное поведение для УМИ. Сравнение с поведением других типов источников с черными дырами позволяет заподозрить, что масса черной дыры в исследуемом объекте составляет несколько тысяч масс Солнца. Т.е. это, по всей видимости, черная дыра промежуточной массы.

Две последние работы представляют результат обработки данных по УМИ в близких галактиках, полученных еще на спутнике ROSAT.

astro-ph/0501345 Динамическая эволюция черных дыр промежуточной массы и их наблюдательные проявления в локальной части Вселенной (Dynamical evolution of intermediate mass black holes and their observable signatures in the nearby Universe)
Authors: Marta Volonteri, Rosalba Perna
Comments: 11 pages, Accepted for publication in MNRAS

Мы подробно писали о том, что в рамках современных сценариев (включающих, в частности, феномен т.н. "гравитационно-волновой ракеты") во Вселенной должно быть достаточно много черных дыр промежуточных масс, летающих как в межгалактическом пространстве, так и в гало галактик. Летом 2004 года появилась статья (astro-ph/0407285), где рассматривалась возможность объяснения УМИ (ультрамощных рентгеновских источников) такими "блуждающими" черными дырами, аккрецирующими вещество межзвездной среды. Марта Волонтери и Розальба Перна в своей работе обсуждают такую возможность в несколько больших деталях. Это стало возможным благодаря тому, что Марта с соавторами создали мощную компьютерную программы, отслеживающую эволюция черных дыр в сценарии иерархического скучивания, начиная с "зародышевых" черных дыр, возникающих из самых первых звезд.

Выводы, на наш взгляд, неоднозначные. С одной стороны (как можно было ожидать) количество достаточно ярких источников недостаточно велико, чтобы внести существенный вклад в популяцию УМИ. С другой, есть некоторые лазейки, позволяющие продолжить обсуждение сценария (отметим отдельно, что Krolik в своей статье astro-ph/0407285 обсуждал и довольно экзотический вариант образования массивных звезд, подобных Pop III, прямо в дисках современных галактик за счет аккреции первичного газа с малой металличностью; такая возможность также пока не закрыта.).

Выпуск 95. 22-31 декабря 2004

astro-ph/0412622 Столкновения звезд и образование черных дыр в плотных звездных скоплениях (Stellar Collisions and Black Hole Formation in Dense Star Clusters)
Authors: Stephen McMillan, Simon Portegies Zwart
Comments: 6 pages, 1 figure

Тесные пролеты и лобовые столкновения звезд в плотных скоплениях (шаровых и скоплениях вблизи центров галактик) приводят к образованию очень массивных звезд, которые, после быстрой термоядерной эволюции, порождают черные дыры. Объекты, образовавшиеся в результате слияний, обычно имеют высокую пространственную скорость ("убегающие звезды"). Важные детали данных процессов были проверены методом N-тел.

В небольших скоплениях число сливающихся объектов ограничивается просто количеством массивных звезд, в больших скоплениях - числом массивных звезд в их ядрах.

Выпуск 94. 13-21 декабря 2004

astro-ph/0412350 Возможная регистрация M31* на Чандре (A Possible Detection of M31* with Chandra)
Authors: M.R. Garcia et al.
Comments: 14 pages, 5 figures, submitted to ApJ

Вероятно, что на спутнике Чандра удалось зарегистрировать рентгеновское излучение от сверхмассивной черной дыры в центре Туманности Андромеды. Светимость (как и в случае нашей Галактики) оказалась очень мала - около 3 10³⁵ эрг/с. Поэтому достоверность обнаружения невысока. Необходимы более длительные наблюдения, чем представленные в данной статье.

astro-ph/0412416 Слияния двойных сверхмассивных черных дыр в контексте эволюции галактик (Mergers and binary systems of SMBH in the contexts of nuclear activity and galaxy evolution)
Authors: A.P. Lobanov
Comments: 2 pages, no figures; to be published in Proceedings of the Conference "Growing Black Holes", Garching, Germany June 21-25, 2004, edited by A.Merloni, S.Nayakshin, R.Sunyaev (Springer-Verlag series of ESO Astrophysics

Очень короткая заметка, посвященная эволюции двойных сверхмассивных черных дыр в центрах галактик и их влиянию на различные проявления ядерной активности. Автор выделяет четыре основные стадии эволюции такой двойной системы: от очень широкой пары до слияния. На разных этапах жизни двойной можно ожидать различные формы активности. Подробнее о своей работе Андрей рассказывает на конференции в ИКИ.

Выпуск 92. 15-30 ноября 2004

astro-ph/0411423 Изучение образования компактных объектов и начальных скоростей отдачи I. Методы вычислений и случай источника GRO J1655-40 (Understanding Compact Object Formation and Natal Kicks I. Calculation Methods and the case of GRO J1655-40)
Authors: B. Willems et al.
Comments: 56 pages, submitted to ApJ

Взрыв сверхновой отпечатывается в дальнейшей судьбе компактного объекта (нейтронной звезды или черной дыры). Поскольку детальная теория взрыва еще не создана, представляется разумным восстановить максимум информации по такому "отпечатку".

Если мы видим рентгеновскую систему с компактным объектом, то мы можем попытаться восстановить его историю. Сейчас для многих таких систем есть данные о пространственной скорости. Это позволяет оценить какую дополнительную скорость (кик) получил компактный объект в результате взрыва.

Авторы данной статьи намереваются в будущем провести такие расследования для множества двойных систем. Пока же представлены детали методы, а также дана иллюстрация на примере кандидата в черные дыры GRO J1655-40.

По всей видимости при своем рождении черная дыра получила небольшой кик (kick - удар, толчок), в результате чего приобрела скорость в несколько десятков километров в секунду. Определение такого параметра для нескольких кандидатов в черные дыры позволит существенно продвинуться в понимании того, как черные дыры образуются.

astro-ph/0411489 Иерархическое слияние, ультрамощные и гипермощные рентгеновские источники (Hierarchical Merging, Ultraluminous and Hyperluminous X-ray Source)
Authors: Andrew R. King, Walter Dehnen
Comments: accepted for publication in MNRAS, 4 pages, no figures

Ультрамощные источники по-прежнему привлекают наше внимание (снова напомним, что в ближайшем номере Звездочета будет статья, посвященная этим объектам). В данной работе авторы обсуждают, откуда можно взять черные дыры промежуточных масс, и почему ультрамощные источники наблюдаются преимущественно в областях звездообразования.

Идея состоит в том, что всему виной поглощение большой галактикой более мелких спутников. Черные дыры промежуточных масс - это центральные объекты маломассвиных галактик. Звездообразование же провоцируется самим слиянием.

Отметим от себя, что авторы не рассматривают вопрос о захвате черной дырой компаньона, и здесь могут быть проблемы. Необходимо, чтобы за короткое время черная дыра успела захватить звезду, а ведь звезду еще нужно сформировать (ведь звездообразование спровоцировано слиянием)! Наши собственные оценки "на салфетке" показывают, что тут все величины на пределе, а значит нужно проводить детальное моделирование.
(Собственно наша - С.П. - идея состояла в слиянии не с галактикой-спутником, а с оставшимся "первичным" маломассивным гало с черной дырой в центре. Звездообразование вызывается ударом газа гало о газ диска галактики. Черная дыра слишком быстро пролетает через диск галактики, чтобы успеть захватить новообразовавшуюся звезду.)

Выпуск 91. 01-14 ноября 2004

обзор astro-ph/0411040 Ультрамощные источники в ближайших галактиках (Ultra-Luminous Sources in Nearby Galaxies)
Authors: Richard Mushotzky
Comments: 18 pages, 4 figures

Мы часто пишем об УМИ (ультрамощных источниках). В данной статье содержится подробный обзор источников этого типа в ближайших галактиках.

В следующем номере журнала "Звездочет" ожидается выход статьи одного из авторов обзоров, целиком посвященной УМИ.

обзор astro-ph/0411156 Спин, аккреция и космологический рост сверхмассивных черных дыр (Spin, Accretion and the Cosmological Growth of Supermassive Black Holes)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: 10 pages, 4 figures, accepted in ApJ

Если сверхмассивные черные дыры (SMBH) являются источниками энергии квазаров, а самый далекий квазар QSO SDSS 1148+5251 сегодня наблюдается на z=6.43, то они должны были сформироваться всего за 0.9 гигалет после Большого Взрыва. Это значение уже вступает в противоречие с теорией, согласно которой основу SMBH составляют черные дыры, образующиеся при взрывах очень массивных звезд первого поколения, а затем увеличивающие свою массу в аккреционных процессах. Они могут просто не успеть набрать необходимую массу. С этого начинается обзор классика релятивистской астрофизики и ОТО Стюарта Шапиро.

astro-ph/0411166 Черные дыры в массивных звездных скоплениях (Black Holes in Massive Star Clusters)
Authors: Steve McMillan et al.
Comments: 8 pages, 2 figures

Основная тема данной статьи - тесные пролеты звезд и их прямые столкновения в плотных звездных скоплениях. Данные взаимодействия порождают принципиально новые эволюционные каналы, достижение которых принципиально невозможно для одиночных и двойных систем поля, и крайне маловероятно в разреженных скоплениях. Основой данного исследования является моделирование методом N-тел. Основное внимание (больше, вероятно, не позволял объем) авторы уделили черным дырам.

обзор astro-ph/0411185 Сверхэддингтоновская аккреция на черные дыры: "польские пончики" и slim-диски (Super-Eddington black hole accretion: Polish doughnuts and slim disks)
Authors: Marek A. Abramowicz
Comments: 17 pages, 3 figures

Еще один обзор, написанный классиком Мареком Абрамовицом, из под пера которого вышел целый ряд широко известных работ по аккреции.

Теория существенно сверхэддингтоновской аккреции на черные дыры была разработана в 80-х годах в Варшаве группой Богдана Пачиньского в терминах "польских пончиков": оптически толстых вращающихся потоков со слабой вязкостью. Другой подход slim-диски был позднее предложен Абрамовицем и Ласотой, но он действует только для умеренного превышения эддингтоновского предела.

обзор astro-ph/0411247 Сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик: прошлые, настоящие и будущие исследования (Supermassive Black Holes in Galactic Nuclei: Past, Present and Future Research)
Authors: Laura Ferrarese, Holland Ford
Comments: 114 pages, 46 figures, Invited Review

По объему этот обзор скорее похож на диссертацию, причем он основан только на наблюдательных данных. В нем рассмотрены следующие вопросы:

• Результаты поисков сверхмассивных черных дыр.
• Динамика звезд и газодинамика.
• BH в AGN.
• Разнообразие проявлений.
• Исторический обзор.
• Планируемые исследования.
• и другие.

В обзоре отсутствуют некоторые рисунки. Полную версию можно взять по адресу http://www.physics.rutgers.edu/~lff/publications.html.

Выпуск 90. 25-31 октября 2004

astro-ph/0410556 Влияние наклона и коллимация излучения рентгеновских двойных с черными дырами (Inclination Effects and Beaming in Black Hole X-ray Binaries)
Authors: Ramesh Narayan and Jeffrey E. McClintock
Comments: 24 pages, 3 figures, submitted to ApJ

Авторы исследовали зависимость наблюдательных свойств черных дыр в рентгеновских двойных от наклонения их орбит к лучу зрения (от угла i). Их выводы таковы:

1. Транзиенты (вспыхивающие источники) с черными дырами в низком состоянии на показывают какой-либо зависимости от i. Это означает, что излучение систем в этом состоянии слабо коллимировано, т.е. основной вклад дает аккреционный диск, а не джеты или же лоренц-фактор вещества в джетах не превосходит 1.2.
2. В спектре источника 4U1543-47 с i~21^o присутствует очень мощная флуоресцентная линия железа. Если она формируется в джете, то его лоренц-фактор меньше 1.04.
3. Не известно подобных рентгеновских двойных с i>75^o. Этот факт, а также отсутствие затмений во всех 20 рентгеновских двойных с черными дырами указывает на возможность затмения центрального жесткого источника диском.
4. Системы с i~70-75^o имеют гораздо более сложное поведение, чем системы с малыми наклонениями. Этот эффект, вероятно, также связан со свойствами аккреционного диска.

обзор astro-ph/0410526 От первых зародышей к сегодняшним сверхмассивным черным дырам (From the Earliest Seeds to Today's Supermassive Black Holes)
Authors: Piero Madau
Comments: 15 pages, invited review to appear in "Growing Black Holes", eds. A. Merloni, S. Nayakshin, R. Sunyaev, Springel-Verlag series of "ESO Astrophysics Symposia"

Проблема возникновения сверхмассивных черных дыр в центрах галактик до сих пор не решена в полной мере. Есть неопределенности с зародышами, из которых растут масивные дыры, не удается получить достаточно массивные черные дыры на больших красных смещениях и т.д. и т.п.

Пьеро Мадау дает обзор сех этих проблем, а также описывает результаты своих (с соавторами) недавних работ.

обзор astro-ph/0410536 Аккрецирующие нейтронные звезды и черные дыры: десятилетие открытий (Accreting Neutron Stars and Black Holes: A Decade of Discoveries)
Authors: Dimitrios Psaltis (University of Arizona)
Comments: 42 pages; 24 figures. To appear in "Compact Stellar X-ray Sources", eds. W.H.G. Lewin and M. van der Klis

Глава из книги, посвященной компактным рентгеновским источникам. Автор дает подробный обзор основных открытий (и наблюдательный и теоретических) в области исследований аккрецирующих нейтронных звезд и черных дыр за последнее десятилетие.

Много полезных таблиц, а также огромный список ссылок на оригинальные исследования.

Выпуск 89. 18-25 октября 2004

обзор astro-ph/0410364 Эволюция массивных двойных черных дыр (Massive Black Hole Binary Evolution)
Authors: David Merritt and Milos Milosavljevic
Comments: 63 pages, 14 figures

Как мы уже не раз писали, сливающиеся двойные черные дыры - самый надежный источник гравитационных волн для лазерных интерферометров. Наземный интерферометр LIGO скорее всего сможет регистрировать слияния черных дыр звездных масс в нашей и соседних галактиках. Сверхмассивные черные дыры, подобные присутствующей в центре Млечного Пути, будут обнаружены на космическом детекторе LISA.

В приведенном обзоре основное внимание уделено путям образования двойных сверхмассивных черных дыр (через слияние галактик), начальному этапу сближения черных дыр, когда влияние гравитационного излучения пренебрежимо мало (под действием динамического трения о звезды) и наблюдательным данным, указывающим на существование подобных систем.

На фото два возможных примера сверхмассивных двойных черных дыр.

Сверху - тонкие структуры радиоисточника 3C75 в скоплении галактик Abell 400 (радиоизображение, VLA), ниже - двойное ядро галактики NGC6240 (фото Chandra)

astro-ph/0410381 Что мы можем узнать об образовании черных дыр, изучая рентгеновские двойные? (What can we learn about black-hole formation from black-hole X-ray binaries?)
Authors: G. Nelemans
Comments: 6 pages, To appear in proceedings of "Massive Stars in Interacting Binaries", eds. Nicole St-Louis & Tony Moffat

Короткая и очень понятная статья о том, какие данные о черных дырах (звезды-прародители, скорости отдачи, происходит ли взрыв при образовании черной дыры, сколько вещества теряется при образовании черной дыры) мы можем узнать, изучая информацию по тесным двойным системам с черными дырами.

Выводы такие:

• черные дыры образуются со взрывом и потерей массы;
• черные дыры получают кик при рождении, т.е. процесс рождения не симметричен.

Выпуск 88. 11-17 октября 2004

astro-ph/0410343 Послесвечение от слияния массивных черных дыр (The Afterglow of Massive Black Hole Coalescence)
Authors: Milos Milosavljevic, E. S. Phinney
Comments: 4 pages, 2 figures

Слияния двойных (сверх)массивных черных дыр с массами 10⁵-10⁷ M_o будут с легкостью регистрироваться космическим лазерным интерферометром LISA (Laser Interferometer Space Antenna) даже с красных смещений z=20.

Однако данное гравитационное событие не пройдет незамеченным и в других диапазонах: оно будет сопровождаться электромагнитным "послесвечением", возникающим по следующей причине:

• Задолго до слияния черные дыры начинают "сгребать" окружающий их газ, который в вязкой шкале времени формирует диск вокруг (снаружи от) двойной системы (circumbinry disc).
• Внутренняя граница диска примерно совпадает с точкой, где приливные силы от двойной системы сравниваются с действующими в диске вязкими силами.
• Вначале внутренний край диска следует за черными дырами по мере их сближения, но на последнем этапе скорость сближения компонент системы резко возрастает и диск от этого процесса "отстает".
• После слияния образуется одиночная черная дыра, окруженная диском.
• Через некоторое время под действием вязких сил внутренний край диска приближается к черной дыре и в системе возникает рентгеновский источник со светимостью до 10⁴⁴ эрг/с и временем жизни порядка десяти лет (для массы черной дыры 10⁶ масс солнца).
  
  Это и есть "послесвечение" слившихся черных дыр.

Выпуск 87. 01-10 октября 2004

astro-ph/0410169 Открытие активности спокойной черной дыры в NGC821 с помощью Чандры (Chandra discovery of activity in the quiescent nuclear black hole of NGC821)
Authors: A. Baldi et al.
Comments: 8 pages, 3 figures, proceedings of the "6th Italian Conference on Active Galactic Nuclei", Volterra, 25-28 May 2004

Как и многие другие эллиптические галактики NGC821 имеет центральную черную дыру с массой порядка 35 миллионов масс Солнца. Однако эта черная дыра не проявляет бурной активности. Под отсутствием активности подразумевается отсутствие мощного потока излучения (на уровне хотя бы десятых долей процента от Эддингтоноской светимости) и явных выбросов вещества.

Новые наблюдения на Чандре позволили выявить интересную деталь: был обнаружен джет. Точнее, струеподобная структура. Длина ее составляет около одного килопарсека. По мнению авторов статьи, каково бы ни было происхождение этой детали, она однозначно связана с активностью черной дыры.

Выпуск 86. 20-30 сентября 2004

astro-ph/0409752 Массивная нейтронная звезда или маломассивная черная дыра в источнике 2S0921-630 (The massive neutron star or low-mass black hole in 2S0921-630)
Authors: T.Shahbaz et al.
Comments: 14 pages, 3 figures, 1 table, accepted by ApJ Lett.

В распределении масс компактных объектов в двойных системах наблюдаются два пика. Один из них - нейтронные звезды. В системах с точно измеренными массами (двойных радиопульсарах) массы нейтронных звезд лежат в интервале 1.25-1.44M_o. Есть две рентгеновские системы, в которых нейтронные звезды возможно имеют бОльшую массу, это Vela X-1, масса нейтронной звезды в которой предполагается равной 1.9M_o или даже 2.2M_o, и Система 4U110-37, где масса нейтронной звезды оценивается в 2.4M_o (для обеих последних систем типичное значение 1.4M_o выходит за 2σ). Второй пик составляют кандидаты в черные дыры. Их массы лежат от 4M_o и выше. А в интервале от 2.4 до 4M_o неизвестно никаких компактных объектов.

Но эта ситуация, похоже, может измениться. В системе 2S0921-630 (V395 Car) масса компактного объекта лежит в интервале 2.0-4.3M_o (1σ), т.е., возможно, заполняет указанный интервал. Наиболее вероятное значение массы Компактного объекта в этот системе 2.9M_o, таким образом это может оказаться как очень массивная нейтронная звезда, так и маломассивная черная дыра (2.9M_o превышает максимальную возможную массу нейтронной звезды для большинства уравнений состояния нейтронного вещества.

Орбитальный период системы 2S0921-630 составляет P=9.0035+/-0.0029 для, остальные подробности вы можете найти в самой статье.

Выпуск 84. 01-12 сентября 2004

astro-ph/0409020 Фундаментальная физика и SKA: проверка гравитации в сильном поле используя пульсары и черные дыры (Fundamental Physics with the SKA:Strong-Field Tests of Gravity Using Pulsars and Black Holes)
Authors: M. Kramer
Comments: Talk presented at 'Exploring the Cosmic Frontier - Astrophysical Instrument for the 21st Century', to be published in Springer series "ESO Astrophysics Symposia", 4 pages, 1 figure

SKA - планируемый радиотелескоп. Это будет самое мощное орудие радиоастрономии, когда либо созданное на Земле. Недавно прошла конференция, посвященная этому проекту, а потому в Архиве появляется множество статей на эту тему. Перед вами одна из них.

Основной упор автор делает на грядущие исследования двойных радиопульсаров, где вторым компонентом является черная дыра. Владимир Липунов и его группа еще 10-20 лет назад проводила расчеты, показавшие, что такие системы должны встречаться примерно раз на несколько тысяч открытых радиопульсаров. Сейчас известно более 1000 радиопульсаров. SKA будет видеть практически все пульсары в Галактике, чей луч вообще попадает на Землю. Поэтому системы пульсар+дыра неизбежно будут открыты. Крамер в своей работе рассуждает о том, какие данные, важные с точки зрения фундаментальной физики, можно будет получить исследую такую экзотическую пару.

Выпуск 83. 01-31 августа 2004

astro-ph/0408492 Как черные дыры приобретают кик: итоги слияния черных дыр (How black holes get their kicks: Radiation recoil in binary black hole mergers)
Authors: Scott A. Hughes, Marc Favata, Daniel E. Holz
Comments: 6 pages, 3 figure

В статье (еще раз) описывается эффект "гравитационной ракеты": на каждом орбитальном обороте на круговой орбите двойная система испускает гравитационные волне несимметрично из-за того, что компоненты системы постепенно сближаются. Этот эффект очень слаб, кроме того кик, приобретенный на одном обороте, компенсируется в начале следующего. Данная картина нарушается на последнем обороте. В результате, двойные черные дыры после слияния приобретают вполне заметную пространственную скорость, причем ее величина не зависит от массы системы и может достигать десятков или даже сотен километров в секунду (но никогда не может превысить 500 км/с).

physics/0408033 Информацию, пожалуйста ...? (Information, please... ?)
Authors: Paul Ginsparg
Comments: HTML only

Коротенькая статья в New York Times, посвященная в основном недавней работе Хокинга.

Выпуск 82. 01-31 июля 2004

gr-qc/0407077 Отражение от горизонта событий и выход ход частиц, связанных внутри черных дыр (Reflection on event horizon and escape of particles from confinement inside black holes)
Authors: M.Yu.Kuchiev, V.V.Flambaum
Comments: Revtex, 7 pages

В последнее время были открыты новые свойства горизонта черных дыр, в частности отражение падающих в черную дыру частиц от ее горизонта. Другой эффект связан с выходом частиц из-под горизонта (причем без потери информации, как при испарении черной дыры). Оба эти эффекта имеют чисто квантовую природу и невозможны для "классических" черныз дыр.

По-видимому, это те самые эффекты, о которых в своей публичной лекции говорил Хокинг.

обзор astro-ph/0407560 Черные дыры: Физика и астрофизика (Black Holes: Physics and Astrophysics - Stellar-mass, supermassive and primordial black holes)
Authors: Jacob D. Bekenstein
Comments: Lectures delivered at the NATO Advanced Study Institute "Neutrinos and Explosive Events in the Universe", Erice, 2-13 July, 2004; LaTeX, 26 pages, 4 figs

Одному из авторов обзоров (С.П.) посчаcтливилось слушать эти лекции. От всей души рекомендуем их прочесть.

Выпуск 81. 20-30 июня 2004

обзор astro-ph/0406466 Аккреционный диск вокруг черной дыры с учетом магнитных полей (Accretion disks around black holes with account of magnetic fields)
Authors: G.S. Bisnovatyi-Kogan
Comments: 24 pages, 18 figures.

Если аккрецирующее вещество несет вмороженное в себя магнитное поле, то давление поля растет быстрее, чем давление самого вещества. И если в начале поле не было очень очень слабым, то может наступить момент, когда основную роль в динамике аккреции станут играть именно магнитные поля. Теория данных процессов отличается от того, что предсказывает как стандартная альфа-модель, так и модели адвекционных дисков.

Схематичное изображение структуры диска с магнитным полем

В обзоре подробно рассмотрены все аспекты данной теории.

обзор astro-ph/0406550 Экология черных дыр в звездных скоплениях (The Ecology of Black Holes in Star Clusters)
Authors: Simon Portegies Zwart
Comments: 71 pages, 25 figures.

Это обзорная лекция, которая на бумаге выглядит как глава из книги. Название, сформулированное в "поэтичной" форме, означает, что обзор посвящен вопросам динамической эволюции черной дыры в скоплениях звезд и ее наблюдательным проявлениям. В нем рассмотрены следующие темы:

• релаксация звездных систем;
• эволюция богатых звездных скоплений без черных дыр;
• образование черных дыр в скоплениях;
• рост их массы;
• численное моделирование;
• черные дыры как рентгеновские источники;
• черные дыры как источники гравитационных волн.

Выпуск 80. (01) - 12-20 июня 2004

astro-ph/0406353 Энергетика систем черная дыра - аккреционный диск с магнитной связью при низких темпах аккреции (Energetics of Black Hole-Accretion Disk System with Magnetic Connection: Limit of Low Accretion Rate)
Authors: Li-Xin Li
Comments: 28 pages, including 11 figures; accepted in PASJ

Рассмотрена модель черной дыры, окруженной аккреционным диском, с умеренно сильной магнитной связью, когда самая внутренняя часть аккреционного диска вращается твердотельно из-за крупномасштабного магнитного поля. Показано, что если момент вращения черной дыры превосходит некоторое критическое значения

a > a_cr = 0.3594 M,

то энергия вращения черной дыры начинает вкачиваться в диск и может повысить его светимость на порядки величины.

В противоположном случае (при a < a_cr) движение внутренней области диска определяется магнитным полем, а его внутренняя граница располагается на радиусе коротации (там, где Кеплеровская орбитальная угловая скорость становится равной скорости вращения черной дыры). Светимость диска в этом случае резко снижается по сравнению со стандартной (альфа) моделью.

Выпуск 77. 01-12 мая 2004

astro-ph/0405073 Игрушечная модель для извлечения энергии из аккреционного диска вокруг черной дыры с помощью магнитных полей (A Toy Model for Magnetic Extraction of Energy from Black Hole Accretion Disc)
Authors: Ding-Xiong Wang, Yong-Cun Ye, Ren-Yi Ma
Comments: 24 pages 9 figures, аccepted by New Astronomy

На сегодняшний день были предложены три механизма, позволяющих извлекать энергию из вращающейся черной дыры, окруженной аккреционным диском:

1. механизм Блэндфорда-Знаека, в котором незамкнутые линии магнитного поля соединяют черную дыру с областью куда передается энергия (астрофизической "нагрузкой");
2. механизм "магнитного сцепления", в котором замкнутые силовые линии соединяю черную дыру и аккреционный диск;
3. и предложенный в этой работе механизм, в котором энергия уносится по открытым силовых линиям от аккреционного диска.

Авторы на простой ("игрушечной") модели показывают, что новый механизм может быть не менее эффективным, чем два старых.

На рисунке показаны структуры линий,
необходимые для работы трех перечисленных механизмов

astro-ph/0405099 Форма и положение тени черной дыры в аккреционном диске и вращение черной дыры (Shapes and Positions of Black Hole Shadows in Accretion Disks and Spin Parameters of Black Holes)
Authors: Rohta Takahashi
Comments: 13 pages, 6 figures, accepted in ApJ

Можно ли определить спиновый параметр ("скорость вращения") черной дыры просто глядя на нее? Да, по форме и положению ее "тени" на фоне яркого аккреционного диска ("тень" - область откуда к нам не приходят фотоны), хотя такое определение иногда не дает однозначного результата.

Формы теней черных дыр при различных параметрах. Белая точка указывает положение центра черной дыры, серая линия - совпадающие оси вращения черной дыры и аккреционного диска. Горизонтальное направление каждого из рисунков выбрано так, чтобы ширина тени была максимальной.

Выпуск 76. 19-30 апреля 2004

astro-ph/0404338 Коллапс однородно вращающихся звезд в черные дыры и образование дисков (Collapse of Uniformly Rotating Stars to Black Holes and the Formation of Disks)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: 11 pages, 2 figures, 2 tables, AASTeX; accepted to appear in The Astrophysical Journal

Напомним, что согласно наиболее стандартной картине длинные гамма-всплески образуются в результате коллапса в черную дыру и образования аккреционного диска вокруг новообразовавшейся дыры. Процесс этот более чем сложный, а потому есть много нерешенных проблем. Одна из них связана с образованием диска.

Стюарт Шапиро рассматривает процесс коллапса нейтронной звезды и процесс коллапса массивной звезды. В первом случае диск не образуется т.к. остается слишком мало вещества - почти все попадает в черную дыру. Во втором случае до 10 процентов массы коллапсирующего объекта может пойти на создание диска. Т.о. образом модели, в которых происходит "задержанный" коллапс нейтронной звезды сталкиваются с трудностями. Отметим однако, что расчеты Шапиро проведены при некоторых предположениях (однородность вращения, например). Учет более сложных эффектов может изменить картину.

astro-ph/0404343 Орбитальные параметры двойной с черной дырой XTE J1650-500 (Orbital Parameters for the Black Hole Binary XTE J1650-500)
Authors: Jerome A. Orosz et al.
Comments: 14 pages, 5 figures (two of degraded quality), submitted to ApJ

Авторы приводят данные подробных фотометрических исследований системы XTE J1650-500. Основным результатом является переоценка орбитальных параметров системы по сравнению с предыдущими работами. Из этого следует важный вывод: предыдущие оценки массы черной дыры могли быть несколько завышены. Теперь верхний предел на массу составляет примерно 7.3 массы Солнца. При варьировании параметров системы можно получить массу даже порядка 4 солнечных масс. Это очень важно, т.к. в настоящий момент считается, что существует провал в распределении по массам между нейтронными звездами и черными дырами (примерно от 2-3 масс солнца до 7), объяснению которого было посвящено немало работ. Обнаружение хотя бы одной черной дыры "из провала" чрезвычайно важно для изучения конечных стадий эволюции звезд.

диссертация gr-qc/0404093 Квазинормальные моды и гравитационное излучение черных дыр (Quasinormal Modes and Gravitational Radiation in Black Hole Spacetimes)
Authors: Vitor Cardoso
Comments: PhD thesis, Instituto Superior Tecnico, 206 pages

Квазинормальными модами называют динамические колебания "поверхности" черной дыры. Подобные колебания возникают, например, при коллапсе в черную дыру тела с сильно несимметричным распределение массы. Но квазинормальные моды вызывают излучение гравитационных волн, быстро затухают и черная дыра становится симметричным статическим коллапсаром.

Что такое квазинормальные моды черных дыр, какими свойствами они обладают и как это может проявляться в астрофизике, подробнейшим образом описано в данной диссертации.

Квазинормальные моды на поверхности черной дыры
(рисунок взят не из данной работы)

astro-ph/0404526 Гравитационное линзирование черными дырами: случай звезды S2 (Gravitational Lensing by Black Holes: a comprehensive treatment and the case of the star S2)
Authors: V. Bozza L. Mancini
Comments: 25 pages, 7 figures, accepted by ApJ

Очередной "лавровый венок" достается звезде S2: самой близкой к центральной черной дыре Млечного Пути (из известных нам). На это раз дело связано с гравитационным линзированием на черной дыре. По оценкам авторов статьи оно будет достаточно заметным: и когда звезда находится дальше, чем черная дыра, т.е. в "обычном" режиме гравитационного линзирования, и когда звезда находится перед черной дырой, но мы все равно видим ее изображение на луче, обогнувшем черную дыру (так называемый retro-lensing). Случай пронаблюдать такое событие представится в начале 2018 года, при следующем прохождении периастра орбиты. Более того, если все сложится хорошо, то мы сможем при этом измерить массу и дистанцию до черной дыры (очень точно), а если повезет, то и вращение черной дыры.

Отношение яркостей изображений звезды S2 в зависимости от спина черной дыры: (а) и (с) - изображения нечетного семейства, (b) и (d) - четного. Графики (a) и (b) построены на 12.2003, (c) и (d) - на 00.2018.

Пояснение к рисунку: возле черной дыры образуются два семейства изображений звезды - четные и нечетные. Нулевым изображением (первым членом четного семейства) является сама звезда, ее прямое изображение. Первое нечетное изображение расположено по другую сторону от черной дыры - лучи дающие это изображение сделали примерно пол оборота под действием гравитации черной дыры. Второе четное изображение расположено с той же стороны, что и звезда, но гораздо ближе к черной дыре. Лучи, образующие это изображение, сделали прочти целый оборот. Третье нечетное изображение расположено по другую сторону от звезды: между черной дырой и первым нечетным изображением. Его создают лучи, совершившие примерно полтора оборота. Внутри каждого семейства свет создающий следующее изображение делает на один оборот вокруг черной дыры больше, чему предыдущего, поэтому изображения более высоких порядков оказываются расположенными все ближе к черной дыре (точнее к ее горизонту) и все более слабыми.

Траектории лучей света вблизи черной дыры

Выпуск 75. 12-19 апреля 2004

astro-ph/0404196 Ограничения на рост сверхмассивных черных дыр на больших красных смещениях (Constraints from Gravitational Recoil on the Growth of Supermassive Black Holes at High Redshift)
Authors: Zoltan Haiman
Comments: submitted to ApJ Letters, 5 emulateapj pages with 1 figure

При слиянии двух черных дыр получившаяся черная дыра получает дополнительную скорость (собственно, для черных дыр эффект просто максимален, существует же он и для других сливающихся объектов - мы писали об этом некоторое время назад). В последние несколько месяцев эффект стал активно рассматриваться в связи с ростом массы черных дыр на больших красных смещениях. Напомним, что уже на красных смещениях больших 6 наблюдаются квазары, т.е. там уже существовали сверхмассивные черные дыры, выросшие из "зародышевых" объектов. Есть две основные причины роста: слияния и аккреция.

В этой статье автор рассматривает какие ограничения налагает "гравитационная отдача" (Gravitational Recoil) на рост сверхмассивных черных дыр. Основным выводом работы является следующее: на некотором этапе темп аккреции должен существенно превосходить эддингтоновский, или же для рассмотренного квазара (с массой 4.6 миллиадов масс Солнца на красном смещении 6.43) скорости, полученные при "гравитационной отдаче" всегда были меньше 64 км/с, что маловероятно.

обзор hep-th/0404098 Черные дыры и голографический принцип (Black Holes and the Holographic Principle)
Authors: Larus Thorlacius
Comments: 19 pages, 7 figures, invited lecture at the Gunnar Nordstrom Symposium on Theoretical Physics, Helsinki, August 27-30, 2003

Данная статья представляет собой обзорную лекцию, посвященную голоргафическому принципу вообще и его приложениям к черных дырам в частности. О голографическом принципе подробно можно прочитать в прекрасном обзоре hep-th/0203101. О черных дырах есть много статей, отметим как более простую astro-ph/9801252 и более "продвинутую" gr-qc/0304042 (отдельно отметим статью, посвященную испарению черных дыр: gr-qc/0010055).

В вульгарном изложении Голографический принцип можно представить так: в пространстве-времени можно определить некоторую границу так, что энтропия внутри этой границы будет определяться не объемом области, а площадью поверхности границы. Сразу заметим, что т.н. пространственноподобная граница (т.е. когда вы просто окружаете какую-то область ограничевающей поверхность в пространстве) не работает. Детали - в лекциях и обзорах.

Чтобы заинтриговать отметим, что голографический принцип считается возможным важным шагом на пути создания теории квантовой гравитации.

Выпуск 74. 01-11 апреля 2004

astro-ph/0404052 Новости о галактических черных дырах (News from Galactic Black Holes)
Authors: Janusz Ziolkowski
Comments: 15 pages; 2 figures

Новости есть новости: в статье вы найдете и обсуждение достоверности присутствия черных дыр (т.е. массивных невидимых объектов) в долгих событиях микролинзирования, и связь параметров высокочастотных квазипериодических осцилляций (QPO) с массой черной дыры в двойных системах, и обсуждение индивидуальных объектов SS 433, GX 339-4, CI Cam и Cyg X-3. Но, пожалуй, сасым интересным в этой статье является таблица 49(!) кандидатов в черные дыры в двойных системах нашей Галактики.

hep-ph/0403248 Черные дыры как решение проблемы космологических монополей (A black hole solution to the cosmological monopole problem)
Authors: Dejan Stojkovic and Katherine Freese
Comments: references added

На ранних стадиях эволюции Вселенной в большом количестве должны были образовываться монополи (топологические дефекты скалярных полей). Этот вывод следует почти из всех моделей элементарных частиц. Но сегодня монополи не обнаружены. Куда же они подевались? Предложение авторов: их поглотили первичные черные дыры. Основную роль в очистке Вселенной от монополей должны были сыграть черные дыры с массами 10⁶-10⁹ г.

Выпуск 72. 01-15 марта 2004

обзор astro-ph/0403225 Образование и эволюция первых массивных черных дыр (The Formation and Evolution of the First Massive Black Holes)
Authors: Zoltan Haiman, Eliot Quataert
Comments: 39 pages, no figures, глава в книге

Скорее всего, первые черные дыры образовались на z>10 в небольших областях концентрации темного вещества (с массой ~10⁶M_o). Затем они росли за счет слияний и аккреции и превратились в популяцию центральных объектов ярких квазаров, а затем квазары погасли, а черные дыры (ставшие к тому времени сверхмассивными) оказались в центрах галактик. В обзоре подробно рассматривается реалистичность и возможные проблемы данного сценария, а также физические процессы на различных его стадиях.

astro-ph/0403251 К вопросу об отсутствии теплового излучения от черной дыры XTE J1118+480 в спокойном состоянии: указание на существование горизонт (On the Lack of Thermal Emission from the Quiescent Black Hole XTE J1118+480: Evidence for the Event Horizon)
Authors: Jeffrey E. McClintock, Ramesh Narayan, George B. Rybicki
Comments: 34 pages, 7 figures, submitted to ApJ

Проблема доказательства существования черных дыр неоднократно всплывала, всплывает и будет всплывать в дискуссиях самого разного уровня. Мы также неоднократно писали об этом.

В данной статье авторы подробно рассматривают данные наблюдений источника XTE J1118+480, являющегося кандидатом в черные дыры. Речь идет в основном о том, что в спокойном состоянии наблюдается недостаток теплового излучения. Это может свидетельствовать об отсутствии поверхности, т.е. о том, что мы наблюдаем действительно черную дыру.

Выпуск 71. 23-29 февраля 2004

astro-ph/0402497 Наблюдения трех кандидатов в приливное разрушение звезд на спутнике Чандра (Follow-Up Chandra Observations of Three Candidate Tidal Disruption Events)
Authors: J.P. Halpern, S. Gezari, S. Komossa
Comments: 17 pages, 4 figures, to appear in ApJ April 1 2004

Недавно прошла новость о наблюдении последствий приливного разрушения звезды сверхмассивной черной дырой. Изначально рентгеновская вспышка наблюдалась несколько лет назад на спутнике ROSAT, а сейчас, наблюдая тот же источник на спутниках Чандра и ХММ-Ньютон, астрономы зарегистрировали сильно падение блеска. Это интерпретируется как поглощение вещества черной дырой.

Кроме источника, попавшего на все новостные ленты, есть и другие кандидаты. О них и рассказано в этой статье.

Для всех этих источников наблюдалась вспышка и последующее падение блеска по определенному закону, который находится в соответствии с моделями.

исторический обзор astro-ph/0402562 Исследование процессов аккреции на черные дыры: пятьдесят лет работы (Study of Accretion Processes on Black Holes: Fifty Years of Developments)
Authors: Sandip K. Chakrabarti

Первой работой, относящейся к данному направлению, автор считает вышедшую в 1952 году назад статью Бонди (Bondi) о сферической аккреции. [50 лет этой статье исполнилось в 2002, когда и был опубликован данный обзор.] С этого времени поток статей рос экспоненциально и было сделано очень много.

Выпуск 70. 16-22 февраля 2004

astro-ph/0402349 CFL звезды в двойных системах: "прячутся" ли они среди кандидатов в черные дыры? (Self-bound CFL stars in binary systems : are they "hidden" among the black hole candidates?)
Authors: J. E. Horvath, G. Lugones
Comments: 4 pages, 3 figures

Мы неоднократно обращали ваше внимание на работы, посвященные проблеме "идентификации" черных дыр (Narayan et al.; Abramowicz et al.). Особо хочется выделить недавнюю статью Ye-Fei Yuan et al.. Проблема в обнаружении непосредственного проявления горизонта.

Narayan et al. полагают, что любой компактный объект с массой более 3 масс солнца и без рентгеновских всплесков первого типа (они связаны с загоранием "термоядерного топлива" на поверхности) является очень сильным кандидатом в черные дыры. Хорват и Лугонес в своей статье рассматривают некоторую экзотическую альтернативу - CFL звезды (CFL=color flavor locked).

CFL звезды это подвид того, что иногда объединяют общим термином "нейтронные звезды". На самом деле в зависимости от уравнения состояния состав компактного объекта может быть совсем не "нейтронным". В частности, могут существовать кварковые звезды разных типов. CFL звезды - один из них. Эти объекты отличаются довольно большими максимальными массами и отсутствием нормальной поверхности. Т.о. по мнению авотров они могут прятаться среди кандидатов в черные дыры "по Нараяну".

Статья короткая и понятная. Так что в ней легко разобраться.

astro-ph/0402376 О соотношении между массами центральной черной дыры и балджа галактики (On the Black Hole Mass - Bulge Mass Relation)
Authors: Nadine Haering and Hans-Walter Rix
Comments: 11 pages, 3 figures, accepted in ApJ Letters

Произведена очередная перепроверка указанной зависимости. Авторы нашли, что зависимость почти линейная

M_bh ~ M_bulge^1.12+/-0.06

Для балджа с массой M_bulge~5x10¹⁰ M_o средняя масса центральной черной дыры составляет 0.14% +/- 0.04% от массы балджа.

astro-ph/0402468 Сильное падение рентгеновской светимости неактивной галактики RXJ1242.6-1119A и первый спектр после вспышки - проверка сценария приливного разрушения (A Huge Drop in X-ray Luminosity of the Non-Active Galaxy RXJ1242.6-1119A, and First Post-Flare Spectrum - Testing the Tidal Disruption Scenario)
Authors: S. Komossa et al.
Comments: 11 pages, to appear in March 1 issue of ApJ Letters (submitted Nov. 10, accepted in Dec. 2003); background information available at http://www.xray.mpe.mpg.de/~skomossa/

Это оригинал работы, вызвавшей небывалый резонанс (возможно не совсем оправдано).

Популярное изложение лучше всего посмотреть на Астронете.

Кроме того отметим статьи Паши Иванова и соавторов, посвященных моделированию таких слияний. Ссылки на статьи можно найти здесь.

обзор hep-ph/0402168 Черные дыры в теории с протяженными дополнительными измерениями: обзор (Black Holes in Theories with Large Extra Dimensions: a Review)
Authors: Panagiota Kanti (Univ. of Oxford)
Comments: 53 pages, 17 figures

Самые современные теории элементарных частиц лучше всего описывают физику нашего мира, когда он является десяти- или одиннадцатимерным. Мы "не видим" дополнительные измерения потому, что они замкнутые и компактные. Однако в последнее время предположение о том, что протяженность этих измерений порядка планковской длины, становится необязательным, одно или два из компактных измерений могут быть гораздо больше, вплоть до нескольких нанометров.

Данный очень подробный обзор посвящен особенностям черных дыр в многомерных мирах с несколькими протяженными дополнительными измерениями. Рассмотрены следующие вопросы: рождение многомерных черных дыр, радиус их горизонта, температура, время жизни, испарение и т.д.

Выпуск 68. 01-07 февраля 2004

astro-ph/0402056 Как черные дыры получают тычки (How black holes get their kicks: Gravitational radiation recoil revisited)
Authors: Marc Favata et al.
Comments: 4 pages, 2 figues, emulateapj style

Мы позволили себе немного вольный перевод слова kick. Речь идет о том, что компактные объекты (нейтронные звезды и черные дыры) могут получать дополнительные скорости. Например, это может происходить из-за некоторого толчка. Поэтому эти дополнительные скорости называют kick velocity. На самом деле механизм кика неизвестен, и обсуждаются самые разные варианты, далеко не все они выглядят как некоторый "тычок".

Для двойных компактных объектов еще в 1961 г. был предложен очень красивый механизм. Представьте себе систему из двух черных дыр. Такая пара будет сближаться за счет гравитационного излучения (которое уносит орбитальный момент) пока не сольется. Но! Если массы двух звезд не равны, то будет и линейный момент, т.е. система будет приобретать скорость. И скорость весьма большую! На момент слияния она может достичь тысячи км/с.

Данный механизм неоднократно рассматривался разными авторами (см. например статью Early reionization by miniquasars , где рассматривается вопрос о выбросе черных дыр промежуточных масс в связи со слияниями на больших красных смещениях).

В этой статье авторы более тщательно рассматривают это механизм, и приходят к выводу о том, что в реальной астрофизической ситуации вполне можно получать скорости вплоть до 500-600 км/с при типичном значении 100-200 км/с, что уже немало, и важно для многих астрофизических приложений.

Этой же тематике посвящена вторая статья авторов astro-ph/0402057.

Лично мне (СП.) особенно приятно думать о паре сверхмасивных черных дыр в центре какой-нибудь галактики, которые сближаются, приобретая при этом скорость....

Выпуск 67. 26-31 января 2004

astro-ph/0401549 Ограничения на альтернативы черных дыр (Constraining Alternate Models of Black Holes: Type I X-ray Bursts on Accreting Fermion-Fermion and Boson-Fermion Stars)
Authors: Ye-Fei Yuan, Ramesh Narayan, Martin J. Rees
Comments: 29 pages, 7 figures, to appear in The Astrophysical Journal

Очень важная работа. Мы неоднократно отмечали, что при определенном уровне паранойи всегда можно обойтись без черных дыр. Дело в том, что протестировать прямо-таки наличие горизонта очень трудно. Поэтому появляются различные альтернативы, иногда очень интересные и тщательно проработанные. В данной статье авторы рассматривают наиболее сильные альтернативы, сравнивают их с наблюдениями, ну и делают определенные выводы. Повторим вслед за Кипом Торном: "В данном случае черная дыра - это самая консервативная гипотеза".

Выпуск 66. 19-26 января 2004

astro-ph/0401429 О природе переменного инфракрасного излучения от Sgr A* (On The Nature of the Variable Infrared Emission from Sgr A*)
Authors: Feng Yuan, Eliot Quataert, Ramesh Narayan
Comments: 17 pages, 5 figures, accepted by ApJ

Оказывается, излучение источника Sgr A* - центральной черной дыры нашей Галактики - очень быстро меняется в инфракрасном диапазоне. Характерное время переменности составляет около 30 мин. Оно совпадает с рентгеновской переменностью, обнаруженной на спутниках Chandra и XMM, что позволяет сделать предположение об их общей природе.

Авторы пытаются объяснить ИК-излучение нетепловым синхротроном из наиболее внутренних частей аккреционного диска, а рентгеновское - комптонизацией мягкого ИК-излучения. Построены модельные спектры.

миниобзор astro-ph/0401436 Измерение масс черных дыр (Black-Hole Mass Measurements)
Authors: M. Vestergaard
Comments: 6 pages. Invited review at
GN Physics with the Sloan Digital Sky Survey' conference (July 2003), eds. G. Richards and P. Hall (ASP Conf. Series, 2004)

Короткий обзор по популярной сегодня тематике. Как известно, наибольшее число известных кандидатов черные дыры - это массивные объекты в центральных областях галактик. Число их перевалило за сотню и постоянно растет. Есть несколько методик, которые позволяют определить массу центральной черной дыры. В обзоре кратко перечисляются эти способы, а также приводятся последние результаты. Довольно понятное краткое объяснение всех методов!

astro-ph/0401466 Массы звездных черных дыр и проверка теорий гравитации (Masses of Stellar Black Holes and Testing Theories of Gravitation)
Authors: K. A. Postnov and A. M. Cherepashchuk
Comments: 11 pages, 2 figures, Astronomy Reports v.80, p.1075-1085 (2003)

В некоторых новых теориях гравитации (многомерных, бранных и т.д.) испарение черных дыр идет на много порядков быстрее, чем в ОТО. Однако, в двойных системах мы видим почти два десятка кандидатов в черные дыры с достаточно высокими массами. Они не испарились. Этот астрономический факт накладывает неожиданно сильные ограничения на соответствующие теории.

Выпуск 63. 16-31 декабря 2003

миниобзор astro-ph/0312470 Будущее рентгеновской спектроскопии галактических двойных черных дыр (The Future of X-ray Spectroscopy of Galactic Black Hole Binaries)
Authors: Michael A. Nowak
Comments: 8 pages, 7 figures

В этом маленьком обзоре переплетены две темы: 1) что могут увидеть уже действующие и готовящиеся к запуску рентгеновские обсерватории, 2) какие эффекты можно обнаружить в рентгеновских звездных источниках с черными дырами.

Выпуск 62. 01-15 декабря 2003

astro-ph/0312033 Указания на вращение черной дыры в GX339-4: XMM-Ньютон и RXTE спектроскопия в самом высоком состоянии (Evidence for Black Hole Spin in GX 339-4: XMM-Newton EPIC-pn and RXTE Spectroscopy of the Very High State)
Authors: J.M.Miller et al.
Comments: 5 pages, 2 figures, submitted to ApJ Letters

В данной работе проведен анализ асимметричного профиля рентгеновской К-альфа линии железа по данным XMM-Ньютон (76000 c) и RXTE (9000 с) в самых высоких состояниях за 2002-2003 годы. Эта линия образуется во внутренних частях аккреционного диска. Наилучшая самосогласованная модель соответствует вращающейся черной дыре с a>0.8-0.9. (а - безразмерный угловой момент черной дыры: a=cJ/GM².)

Выпуск 61. 16-30 ноября 2003

astro-ph/0311500 Магнитные аккреционные потоки в Керровской метрике (Magnetically Driven Accretion Flows in the Kerr Metric II: Structure of the Magnetic Field)
Authors: Shigenobu Hirose et al.
Comments: 10 pages + 14 figures, submitted to ApJ.

Авторы рассчитали как закручиваются магнитные поля, вмороженное в падающее на вращающуюся черную дыру вещество.

Вариант статьи с картинками высокого разрешения можно посмотреть на сайте авторов.

astro-ph/0311512 Прямая подпитка центральной черной дыры Галактики звездными ветрами ближайших звезд (Direct Feeding of the Black Hole at the Galactic Center with Radial Gas Streams from Close-In Stellar Winds)
Authors: Abraham Loeb (Harvard Univ.)
Comments: 4 pages, 2 figures, ApJL, submitted

Автор показал, что для объяснения очень низкой наблюдаемой светимости центральной черной дыры нашей Галактики (объекта Sgr A*) достаточно части звездного ветра от массивных ближайших к черной дыре звезд. Диск вокруг черной дыры не образуется - захватывается только вещество движущееся почти радиально и захватываемое черной дырой.

обзор astro-ph/0311621 Теория джетов, порождаемых магнитными дисками (Theory of magnetized accretion discs driving jets)
Authors: Jonathan Ferreira
Comments: 40 pages, 6 figures, EDP Sciences, p.229-277, 2002

Подробная аналитическая(!) теория того, как аккреционные диски с магнитным полем порождают джеты. Рассмотрены следующие вопросы:

• магнитные аккреционно-эжекционные структуры;
• магнитные джеты;
• джеты, созданные дисками;
• автомодельные решения;
• "холодные" и "теплые" конфигурации;
• наблюдательные предсказания.

Выпуск 59. 19-31 октября 2003

astro-ph/0310617 Холодный аккреционный диск в ультрамощном источнике X-9 в M81: указания на черную дыру промежуточной массы (Revealing a Cool Accretion Disk in the Ultraluminous X-ray Source M81 X-9 (Holmberg IX X-1): Evidence for an Intermediate Mass Black Hole)
Authors: J. M. Miller et al.
Comments: 8 pages, 6 figres, 3 in color, uses emulateapj.sty and apjfonts.sty submitted to ApJ

Напомним, что еще несколько лет назад элементом стандартной картины были три типа черных дыр: первичные (наиболее многочисленные на сегодняшний день должны иметь массу порядка 10¹⁵ г.), оставшиеся от ранней эпохи жизни Вселенной, звездные (массой порядка 5-10 масс Солнца), образовавшиеся из массивных звезд в результате коллапса, и сверхмассивные (с массами от 10⁶ до 10¹⁰ масс Солнца). В последнее время появляются различные указания на существование черных дыр промежуточных масс в сотни масс Солнца. Одними из кандидатов в такие объекты являются т.н. сверхмощные (Ultraluminous) рентгеновские источники.

В данной работе авторы исследовали спектр одного из таких источников. Одна из компонент спектра интерпретируется как вклад холодного (по меркам аккреции на компактные объекты) диска с температурой 0.17-0.29 кэВ. Масштабирование свойств дисков известных галактических кандидатов в черные дыры приводит к следующему результату: мы видим аккрецию на черную дыру с массой порядка 1000 масс Солнца.

Конечно, это модельный результат. Необходимы дальнейшие исследования. Но так или иначе, а свойства источника X-9 в M81 являются серьезным аргументом. Сторонникам анизотропного излучения придется потрудится, чтобы объяснить данные наблюдения без привлечения столь массивной черной дыры.

gr-qc/0310107 Устойчивые гравизвезды - альтернатива черным дырам? (Stable gravastars - an alternative to black holes?)
Authors: Matt Visser, David L. Wiltshire
Comments: 19 pages, 5 figures; uses iopart.cls, setstack.sty

Недавно в СМИ (включая Scientific American) прошла новость (поданная в несколько преувеличенном ключе) о работе Мазура и Моттолы по альтернативе черным дырам. Авторы предложили модель, в которой благодаря фазовому переходу в состояние весьма специфического конденсата образуется объект без сингулярности, горизонта событий и т.п. Также авторы полагают, что они решили тем самым проблему большой энтропии черных дыр. Сами Мазур и Моттола рассмотрели лишь тепловую устойчивость найденного ими решения. В данной работе Виссер и Вилтшир рассматривают динамическую устойчивость решения, подобного полученному Мазуром и Мотоллой.

Выпуск 58. 01-17 октября 2003

astro-ph/0310045 Пара двойных радиогалактик - остатки слияния двойных сверхмассивных черных дыр (Double-double radio galaxies: remnants of merger of supermassive binary black holes)
Authors: F.K. Liu et al.
Comments: 6 pages, 2 figures, MNRAS, 340 (2003) 411

Из центров радиогалактик в противоположных направления выбрасываются два пучка релятивистских частиц, которые на некотором расстоянии от галактики тормозятся и образуют видимые в радиодиапазоне "радиоуши". Одна из теорий полагает, что подобная активность является результатом слияния в центре галактики двух сверхмассивных черных дыр неравной массы. В данной статье подробно рассмотрен случай галактики с которой связан радиоисточник B1834+620.

миниобзор astro-ph/0310070 Релятивистский коллапс вращающихся сверхмассивных звезд в сверхмассивные черные дыры (Relativistic Collapse of Rotating Supermassive Stars to Supermassive Black Holes)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: 11 pages, 6 figures

В принципе звезды могут иметь очень большую массу - до миллиона масс Солнца и выше. Давление в этих звездах определяется излучением, их время жизни перестает зависеть от массы и составляет около миллиона лет. Такие звезды не совсем устойчивы: они пульсируют, интенсивно теряют вещество в виде ветра, но за время жизни звезды ее масса уменьшается незначительно. Жизнь подобной сверхмассивной звезды заканчивается ее коллапсом и образованием сверхмассивной черной дыры. Такие идеи были популярны во второй половине 60-х годов (тогда сверхмассивные звезды называли "магнитарами"). Сверхмассивными звездами тогда пытались объяснить феномен квазаров.

Сегодня, с обнаружением в центрах галактик (даже на больших z) большого числа сверхмассивных черных дыр, интерес к сверхмассивным звездам возродился снова. О результатах моделирования сверхмассивных звезд и их коллапса в рамках общей теории относительности рассказывает Стюарт Шапиро.

astro-ph/0310267 Космологическая эволюция масс черных дыр в квазарах (The cosmological evolution of quasar black-hole masses)
Authors: R.J.McLure, J.S. Dunlop
Comments: 15 pages, 10 figures, submitted to MNRAS

По данным Слоановского цифрового обзора неба получены вириальные оценки масс черных дыр более чем в 12000(!) квазаров с 0.1<z<2.1. Эти массы лежат в интервале от 10⁷M_o до 3x10⁹M_o, т.е. не превышают массы самых больших черных дыр, наблюдаемых в центрах галактик. Более того, болометрическая светимость квазаров не превосходит эддингтоновский предел, соответствующий оценкам масс находящихся в них черных дыр.

Отдельное исследование выборки квазаров с 1.9<z<2.1 показало, что большинство черных дыр с M>3x10⁸M_o существовало уже тогда.

Распределение 1069 квазаров c 1.9<z<2.1 по абсолютной звездной величине. Черная гистограмма показывает аналогичное распределение подмножества квазаров, чья масса превышает указанный на рисунке порог.

Выпуск 57. 22-30 сентября

astro-ph/0309716 Ожидаемые отклонения ускорений звезд вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Галактики от Кеплеровских (Apparent Deviations from Keplerian Acceleration for Stars Around the Supermassive Black Hole at the Galactic Center)
Authors: Abraham Loeb (Harvard)
Comments: 5 pages, submitted to Phys. Rev. D

Мы уже писали о звездах вблизи центральной черной дыры нашей Галактики (см. например здесь). Однако, гравитационное поле черной дыры отличается от поля материальной точки или сферически-симметричного тела, оно описывается метрикой Шварцшильда (а если черная дыра вращается, то метрикой Керра). Ускорения, с которыми движутся звезды, будут несколько отличаться от Кеплеровских значений, причем тем сильнее, чем ближе звезда находится к черной дыре. Это будет проявляться в изменениях лучевых скоростей звезд - очень точно измеряемой наблюдательной величины. Для звезд приближающихся к черной дыре на расстояние порядка 100 астрономических единиц отклонения могут составить несколько процентов. Эффекты такой величины можно будет обнаружить всего через несколько лет наблюдений.

astro-ph/0309744 Зондирование пространства-времени вокруг Sgr A* с помощью радиопульсаров (Probing the Spacetime Around Sgr A* with Radio Pulsars)
Authors: Eric Pfahl, Avi Loeb (CfA)
Comments: 6 pages

Статья примерно на ту же тему, что и предыдущая astro-ph/0309716 (один из авторов - тоже).

Вокруг центральной черной дыры Млечного Пути (объекта Sgr A*) летают звезды с массами 10-20 M_o. Чем заканчивается их эволюция? Взрывами сверхновых с образованием нейтронных звезд, которые первые несколько миллионов лет проявляют себя как радиопульсары. А радиопульсары - самые точные часы в космосе!

Оценки показывают, что вокруг Sgr A* должно быть около 1000 радиопульсаров с периодом обращения меньшим 100 лет. Некоторые из них можно будет обнаружить на частотах ~10 ГГц, где малы эффекты межзвездного рассеяния. Если это удастся сделать, то мы очень много узнаем о нашей черной дыре, включая эффекты связанные с ее вращением.

Выпуск 56. 13-20 сентября 2003

astro-ph/0309458 Модель для высокочастотных квазипериодических осцилляций в Аккрецирующих черных дырах (A Model for High Frequency Quasi-periodic Oscillations from Accreting Black Holes)
Authors: Jeremy D. Schnittman and Edmund Bertschinger
Comments: 25 pages, 13 figures, submitted to ApJ

Наблюдения с борта рентгеновского спутника RXTE обнаружили высокочастотные квазипериодические осцилляции (QPO) у ряда аккрецирующих рентгеновских систем с черными дырами. По крайней мере у двух систем колебания происходят на двух частотах, относящихся как 2:3. Для объяснения этого явления авторы предложили модель яркого пятна во внутренней части аккреционного диска вокруг керровской черной дыры. Вблизи внутреннего края диска, около последней устойчивой круговой орбиты, частоты радиальных колебаний обращающейся частицы составляют 1/3 орбитальной частоты. Наблюдение подобного пятна под некоторым углом к диску должно порождать квазипериодические осцилляции с отношениями частот 2:3 или 3:4.

Выпуск 54. 23-31 августа 2003

обзор astro-ph/0308402 Черные дыры промежуточных масс (Intermediate-Mass Black Holes)
Authors: M. Coleman Miller, E.J.M Colbert
Comments: 68 pages, 14 figures, invited review submitted to International Journal of Modern Physics D. Version with higher quality figures at http://www.astro.umd.edu/~miller/imbh.ps

Как известно, до недавнего времени рассматривали три основных типа черных дыр.
1. Черные дыры звездных масс, возникающие в конце эволюции наиболее массивных звезд. Есть довольно много хороших кандидатов (на русском языке см. обзор Черепащука в УФН).
2. Сверхмассивные черные дыры в центрах галактик. Есть около сотни оценок массы для таких объектов (см. множество обзоров в списке).
3. Первичные черные дыры. Гипотетические объекты очень малых масс (менее 10¹⁵ г.).
В последние несколько лет стали появляться данные, которые указывают на существование черных дыр с массами от ста до нескольких тысяч солнечных масс. Это т.н. черные дыры промежуточных масс.

В обзоре авторы подробно разбирают различные наблюдательные данные, которые можно интерпретировать как обнаружение таких объектов. С другой стороны, обсуждается и альтернативная интерпретация.

Выпуск 51. 21-31 июля 2003

миниобзор astro-ph/0307426 Сверхмассивные черные дыры на больших красных смещениях: рентгеновские наблюдения (High Redshift Supermassive Black Holes: X-ray observations)
Authors: Andrea Comastri
Comments: 10 pages, 5 figures. Invited talk to appear in "The Astrophysics of Gravitational Wave Sources" (Maryland, April 2003), AIP in press, J. Centrella (ed)

Уже несколько десятилетий перед астрофизикой высоких энергий стоит проблема рентгеновского фонового излучения. По мере роста чувствительности и разрешения детекторов (а затем и телескопов), регистрирующих жесткое излучение, из фона выделялись и вычитались сначала точечные галактические источники, затем скопления галактик и квазары. Большой прогресс в этом вопросе достигнут благодаря наблюдениям с рентгеновских обсерваторий Chandra и XMM, но до сих пор что-то еще остается: с помощью спутника Чандра около 90 процентов рентгеновского фона удалось разрешить на отдельные точечные источники. В основном это внегалактические объекты. А точнее - активные ядра галактик. Данные спутника ХММ-Ньютон позволили получить рентгеновские спектры для ряда таких слабых источников.

В статье дается обзор по данным о слабых рентгеновских источниках - активных ядрах галактик. Особый упор делается на "истории аккреционной светимости Вселенной" (см. рисунок).

Распределение активных ядер галактик по красному смещению. Верхняя гистограмма - все источники из общей выборки Чандры и ХММ-Ньютон. Красная заштрихованная область - оптически отождествленные источники. Сплошная кривая - результаты моделирования.

Выпуск 50. 8-18 июля 2003

astro-ph/0307110 Наблюдения ярчайшей рентгеновской вспышки от SgrA* на XMM-Newton (XMM-Newton observation of the brightest X-ray flare detected so far from SgrA*)
Authors: D. Porquet et al.
Comments: Accepted for publication in A&A Letters. 4 pages, 2 figures, 1 tables

В центре нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра с массой около 2-3 миллионов масс Солнца. Как известно, черные дыры аккрецируют окружающее вещество, что обычно приводит к появлению рентгеновского источника. Наше галактическое ядро в этом смысле является очень неактивным: светимость черной дыры составляет порядка одной десятимиллионной от предельной светимости. Это очень мало. Теоретикам пришлось немало потрудиться, чтобы придумать, как можно объяснить такое положение дел. Как обычно теоретики перестарались: предложено несколько механизмов, объясняющих низкую эффективность аккреции. Кратко опишем два механизма. Первый - адвекция. В этом случае горячее вещество утекает под горизонт, не успев излучить запасенную энергию. Второй - струи. Энергия уносится не электромагнитным излучением, а переходит в кинетическую энергию струи (об этих механизмах мы неоднократно писали - см. архив наших обзоров, темы "аккреция" и "черные дыры"). Выделить какой из механизмов является "единственно правильным" - не удается. Необходимо наблюдать...

Наблюдения выявили интересный феномен - рентгеновские вспышки. Впервые это было зарегистрировано в 2000 г. на спутнике Чандра. В этой статье авторы представляют данные спутника XMM-Newton по самой яркой вспышке. Светимость ее все равно невелика: 3-4 10³⁵ эрг/с. Для объяснения вспышек также предложено несколько механизмов. Чем больше наблюдений - тем больше ограничений на теоретические модели. Новые наблюдения тут особенно важны, т.к. зарегистрированная вспышка не только самая яркая, но она еще имеет очень мягкий спектр, симметричную кривую блеска и не показывает существенных спектральных вариаций со временем. Это - новый вызов теоретикам.

astro-ph/0307260 Магнитогидродинамические аккреционные потоки в Керровской метрике. I. (Magnetically Driven Accretion Flows in the Kerr Metric I: Models and Overall Structure)
Authors: J.-P. De Villiers, J.F.Hawley, J.H.Krolik
Comments: 29 pages, 15 figures

Вещество с проникающим в него магнитным полем образует аккреционный диск вокруг керровской черной дыры. Что будет с ним происходить? Как результат этого процесса зависит от углового момента черной дыры? Все аналитические возможности ответа на данные вопросы уже давно исчерпаны. В данной статье исследование велось численными методами. Авторы обнаружили, что при всех значениях момента черной дыры в диске можно выделить одни и те же области: основное тело диска, окружающую его горячую корону, внутренний тор с каналом вдоль оси вращения и двух противоположно направленных широких конических джетов, в которых вещество оттекает от черной дыры.

Структура замагниченного аккреционного диска.

Более детальные картинки и анимированные результаты расчетов можно найти на сайте авторов http://www.astro.virginia.edu/~jd5v/KD_movies.htm.

Очень близким вопросам численного моделирования магнитогидродинамических аккреционных потоков посвящена еще более красочная статья astro-ph/0307306.

миниобзор astro-ph/0307307 Кандидаты в черные дыры (Black Hole Candidates)
Authors: Janusz Ziolkowski
Comments: 21 pages; review presented at Vulcano Workshop 2002

Список кандидатов в черные дыры в двойных системах растет (сравните с обзором Черепащука и препринтом astro-ph/0306213). В этой статье их уже 51.

Обзор можно использовать как справочник: в нем приведена общая таблица данных для всех кандидатов, а затем комментарии для каждого объекта индивидуально.

astro-ph/0307327 Эволюция массивных двойных черных дыр (Evolution of Massive Black Hole Binaries)
Authors: Junichiro Makino and Yoko Funato
Comments: 27 pages, 11 figures. Submitted to ApJ

Речь идет о (сверх)массивных черных дырах наблюдаемых в центрах галактик. Результаты данной статьи получены в ходе ряда численных экспериментов, проведенных на специализированных компьютерах Grape. (Эти компьютеры предназначены для решения задач об эволюции систем N тяготеющих точек. Действия для таких вычислений реализованы в них аппаратно. В настоящее время возможны расчеты систем с числом точек до N=10⁶, т.е. уже можно точно рассчитывать эволюцию шаровых скоплений и более мелких звездных систем.)

Что происходит с центральными черными дырами, если галактики в которых они находились, сливаются? Расчеты подтвердили результаты теоретических оценок, что две сверхмассивные черные не успевают слиться за хаббловское время без влияния фона окружающих звезд (без динамического трения).

Выпуск 47. 16-21 июня 2003

gr-qc/0306082 Эффективный метод поиска звона черных дыр (An Effective Search Method for Gravitational Ringing of Black Holes)
Authors: Hiroyuki Nakano et al.
Comments: 17 pages, 9 figures. Submitted to Phys. Rev. D

Если как-то возмутить форму черной дыры (такое происходит при падении на черную дыру или близком пролете массивного тела, при слиянии двух черных дыр и т.п.), то черная дыра будет стремиться в равновесному состоянию, а "избавиться от возмущений" она сможет единственным доступным ей способом - с помощью испускания гравитационных волн. Возмущение распадается на ряд фундаментальных мод - собственных колебаний черной дыры. Подобное излучение от черной дыры называется "звоном". Амплитуда таких колебаний может быть достаточно велика для регистрации на лазерных интерферометрах. Причем обнаружение подобного гравитационного излучения будет прямым доказательством существования черных дыр.

Авторами данной статьи построено семейство шаблонов - теоретических профилей сигналов - для эффективного поиска "звона" черных дыр.

обзор astro-ph/0306353 Поиск сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик по звездной динамике (The Stellar-Dynamical Search for Supermassive Black Holes in Galactic Nuclei)
Authors: John Kormendy
Comments: 20 pages, 5 figures + 2 tables embedded as figures, LaTeX2e with wrapping fixed, uses ociwsymp1.sty; To appear in "Carnegie Observatories Astrophysics Series, Vol. 1: Coevolution of Black Holes and Galaxies," ed. L. C. Ho (Cambridge: Cambridge Univ. Press)

Наиболее точные определения масс темных объектов в центрах галактик получаются по наблюдениям звезд, вращающихся близко от них. В статье дается исчерпывающий обзор по поиску сверхмассивных черных дыр этим методом. Сейчас есть уже несколько галактик (включая нашу и М31), в которых на основании данных наблюдений можно исключить скопление темных объектов типа коричневых карликов или компактных остатков. Фактически, это означает, что мы имеем дело с черными дырами (или, можно процитировать Кипа Торна: "Черная дыра - это самая консервативная гипотеза").

Выпуск 46. 1-15 июня 2003

astro-ph/0306074 Нужна еще одна черная дыра в центре Галактики (The need for a second black hole at the Galactic center)
Authors: Brad Hansen, Milos Milosavljevic
Comments: 5 pages, 2 postscript figures, submitted to ApJ letters The introduction section has been updated since submission to ApJ

Похоже все уже согласились с наличием черной дыры массой примерно 3^.10⁶ M_o в центре нашей Галактики. Это утверждение подтверждается как инфракрасными наблюдениями источника Sagitarrius A*, так и динамикой звезд внутри центрального 0.1 пк.

Вопросы вызывает другой факт - наиболее яркие звезды на расстоянии 0.1 пк, собственные движения которых наблюдаются, являются массивными и, следовательно, молодыми. Откуда они взялись? Там где они находятся сейчас им образоваться просто не из чего. Приблизиться к центральной черной дыре с бОльших расстояний (например с 1 пк) под действием динамического трения они бы не смогли - характерное время подобной диффузии существенно превышает время жизни массивных звезд.

Авторы данной работы предполагают, что наблюдаемые нами звезды были сброшены со своих орбит за пределами 1 пк черной дырой промежуточной массы (10³-10⁴ M_o), обращающейся вокруг центра Галактики по достаточно удаленной орбите. Подтверждением существования второй черной дыры может послужить обнаружение смещения связанного с центральной черной дырой радиоисточника под действием гравитации второй дыры. Несмотря на то, что масса второй дыры составляет долю процента от центральной - современная астрометрия может зарегистрировать подобное смещение.

обзор astro-ph/0306213 Черные дыры в двойных системах (Black Hole Binaries)
Authors: J.E. McClintock, R.A. Remillard
Comments: 62 pages, 20 figures, 4 tables; draft 1 of review

В этом обзоре подробнейшим образом рассмотрены свойства рентгеновских двойных систем с черными дырами: 18 "систем с подтвержденными черными дырами" и 22 "кандидата в черные дыры". (Термины, используемые авторами, отличаются от обычно употребляемых, выражая уверенность авторов в существовании предмета о котором они пишут.)

Схематическое (диск+корона) изображение различных (по рентгеновскому спектру и светимости) состояний черных дыр. Ось справа показывает темп аккреции в единицах Эддингтоновского.

Вот основные пункты обзора: рентгеновские двойные, рентгеновские новые, аккреция на черные дыры, спектры и светимости черных дыр (по данным разных аппаратов), линии излучения железа, сврехэддингтоновские светимости, различные состояния рентных дыр (рассмотрено подробно), быстрая переменность и квазипериодические осцилляции.

обзор astro-ph/0306214 Динамика звезд в центральной угловой секунде нашей Галактики (Stellar dynamics in the central arcsecond of our galaxy)
Authors: R.Schoedel et al.
Comments: 51 pages, 16 Figures, submitted to ApJ

В кружке радиусом 1.2" вокруг центра нашей Галактики - источника Sagittarius A* (Sgr A*) - наблюдается более 40 звезд. На их динамику влияет центральная черная дыра. (Точнее, наиболее строгим доказательством существования центральной черной дыры является изучение динамики звезд наиболее близких к центру Галактики.) Об этих исследованиях уже неоднократно писалось, но здесь вы найдете детальное изложение, как методик наблюдения, так и результатов наблюдений и их интерпретацию.

Скорости звезд (пропорциональны длине стрелок). Размер изображения 2.4"x 2.4".	Проекции векторов ускорения звезд на картинную Плоскость (с 2 конусами). Показана область 0.6"x 0.7" вблизи центра.

Выпуск 44. 17-23 мая 2003

astro-ph/0305287 Последние витки вращающихся двойных черных дыр (The final plunge of spinning binary black holes)
Authors: J.Baker et al.
Comments: 17 pages, 29 figures

Черные дыры - очень простые объекты, самая сложная из них в стационарном состоянии описывается всего тремя параметрами: массой, угловым моментом и электрическим зарядом (и/или магнитным зарядом, если такой существует). В космосе, заполненном плазмой, реальное значение имеют только первые два из них, так как аккреция частиц с зарядом противоположного знака быстро уменьшает собственный электрический заряд черной дыры почти до нуля.

Две черные дыры, образующие двойную систему, как и все другие двойные звезды, будут излучать гравитационные волны. А если двойная черная дыра достаточно тесная, то ее компоненты сблизятся и сольются за время меньшее возраста Вселенной. Подобные события очень интересны тем, кто занимается поиском гравитационных волн, поскольку черные дыры с более высокой, чем у нейтронных звезд, массой, будут более мощными источниками гравитационного излучения и их можно будет обнаруживать с бОльших расстояний.

Каким моментом вращения (a) будут обладать черные дыры, входящие в двойную систему, зависит от хода их эволюции. Однако, черная дыры, образующаяся в результате их слияния, обязательно будет быстро вращаться, поскольку ей "по наследству" достанется момент импульса орбитального движения. Если сливаются две Шварцшильдовские черные дыры (невращающиеся, с a=0), то черная дыры, образующаяся в результате их слияния, будет иметь высокий момент

Слияние Керровских черных дыр этот параметр может уменьшить или увеличить, в зависимость от взаимной ориентации орбитального и собственных моментов импульсов в системе:

Из приведенного соотношения видно, что в таком процессе могут образовываться даже предельно быстро вращающиеся черные дыры с a/M=1. Конечно, это сказывается и на форме гравитационно-волновых импульсов, что важно для их регистрации.

astro-ph/0305335 Схема единого описания маломощных аккрецирующих черных дыр - струйно-доминированные аккреционные потоки и корреляция радио и рентгеновского излучения (A Scheme to Unify Low-Power Accreting Black Holes - Jet-Dominated Accretion Flows and the Radio/X-Ray Correlation)
Authors: Heino Falcke et al.
Comments: Astronomy & Astrophysics, submitted, A&A LaTex, 7 pages, 3 figures, also available at this URL

Одна из целей научного подхода - описание наблюдаемых явлений с точки зрения наиболее общего (единого ) подхода. Отсюда поиски "теории всего", "Великое объекдинение" и т.д. Похожие вещи происходят во всех областях науки. В астрономии, например, пытаются объяснить активность галактик разных типов в терминах эволюционных стадий сверхмассивных черных дыр.

Аккрецирующие черные дыры встречаются не только в ядрах галактик. Есть такие объекты в тесных двойных системах. По всей видимости есть черные дыры промежуточных масс. Должны быть одиночные черные дыры, аккрецирующие вещество межзвездной среды... Процессы должны быть в какой-то степени похожи (о разных типах черных дыр см., например, обзоры Черепащука в УФН). В данной статье авторы представляют попытку единого описания различных объектов, содержащих аккрецирующие черные дыры, чья светимость существенно меньше эддингтоновской. Разница в том, что при светимости порядка эддингтоновской доминирует вклад диска, а при существенно меньшей светимости - нетепловое излучение релятивистского джета. Кандидатов в такое состояние много: от тесных двойных до активных и неактивных ядер галактик.

Основные предположения авторов сводятся к тому, что
джет всегда присутствует,
при некотором темпе аккреции (менее нескольких процентов от эддингтоновского) диск перестает быть существенным источником излучения,
если мы смотрим "в жерло", то вклад джета больше вклада диска.

Сравнение с наблюдениями показывает работоспособность модели, однако ясно, что она нуждается в дальнейшем развитии и новых проверках, поскольку очевидно, что реальность устроена несколько сложнее, чем просто тонкий диск + джет.

Выпуск 42. 1-9 мая 2003

astro-ph/0305061 Сквизары: звезды приливного возбуждения на орбитах вокруг сверхмассивных черных дыр (Squeezars: Tidally powered stars orbiting a massive black hole)
Authors: Tal Alexander, Mark Morris
Comments: ApJ Lett. accepted. 4 pp. 1 fig

Авторы вводят новый тип транзиентных (вспыхивающих) источников. Это звезды, вращающиеся на сильноэксцентричных (сильно вытянутых) орбитах вокруг сверхмассивных черных дыр с массой до 10⁸ масс Солнца. Такой предел связан с тем, что чем меньше черная дыра - тем больше приливные силы на том же расстоянии от нее (если расстояния измерять в радиусах черной дыры). Звезды, пролетая вблизи черной дыры, будут испытывать мощное приливное воздействие, что будет приводит к существенному возрастанию их светимости (вплотьт до эддингтоновского предела).

Авторы строят модели таких звезд и оценивают темп появления собитий. Он оказывается небольшим, но авторы надеются, что высокая светимость позволит увидеть такие "сквизары" (сжвезды"? - от слова "сжимать") даже при низком темпе вспышек.

См. также вторую статью тех же авторов: "Orbital inspiral into a massive black hole in a galactic center".

Выпуск 41. 25-30 апреля 2003

astro-ph/0304528 Улучшенный предел на плотность первичных черных дыр (An improved gamma-ray limit on the density of PBHs)
Authors: A. Barrau, G. Boudoul, L. Derome
Comments: 4 pages, To appear in the 28th ICRC conference proceedings

Как известно, в астрономии рассматривают четыре основных типа черных дыр: звездные, свехмассивные, промежуточных масс (недавно обнаружены серьезные указания на их существование) и первичные. Зарегистрировать последние трудно ввиду их малой массы (и небольшого числа). Тут могло бы помочь испарение черных дыр. Крошечные черные дыры должны много излучать. Именно исходя из гипотезы об испарении можно дать верхний предел на пространственную плотность (т.е. количество объектов на, скажем, кубический парсек) первичных черных дыр. В этой работе авторы дают новый, более жесткий, предел: в первичных черных дырах не может быть больше 3.3 10^-9 от полной плотности Вселенной.

На самом деле, возможность испарения черных дыр любой массы является лишь возможностью. Если маленькие черные дыры не испаряются (или испаряются как-то малоэффективно), то их вклад в массу Вселенной может быть гораздо выше (см. подробный обзор на эту тему).

astro-ph/0304514 Плотность массы близких черных дыр по обзору радиогалактик 2dFGRS (The local black-hole mass function from 2dFGRS radio galaxies)
Authors: Elaine M. Sadler
Comments: 6 pages, 3 figures.

Для очень многих радиогалактик ранних типов (Е и S0) имеются указания на наличие в их центрах сверхмассивных черных дыр. Если верна гипотеза о том, что массы таких черных дыр коррелируют с радиосветимостями галактик, то представляется прекрасная возможность воспользоваться большой выборкой таких галактик из радиообзора красных смещений (2dF Galaxy Redshift Survey = 2dFGRS), чтобы оценить массы близких (до z<0.1) черных дыр. Такая работа была проведена, практически ради одного числа, средней плотности черных дыр в наших окрестностях. Итак: вблизи нас средняя плотность сверхмассивных черных дыр составляет (при значении постоянной Хаббла H₀=50 км/с/Мпк)

Это значение хорошо согласуется с другими оценками и подтверждает предположение, что близкие радиогалактики являются прямыми потомками большинства или всех квазаров.

диплом astro-ph/0304478 Гамма-излучение первичных черных дыр в суперсимметричных сценариях (Gamma Rays from Primordial Black Holes in Supersymmetric Scenarios)
Authors: Martin Sahlen
Comments: Master's Thesis. 77 pages, 23 figures

Многие дипломы (особенно на Западе) имеют отличную обзорную часть. Т.е. может само оригинальное исследование студента не всегда заслуживает очень внимательного прочтения, но Введение (которое может занимать бОльшую часть работы) - вполне заслуживает. Не беремся судить о научной значимости данной публикации, однако, рекомендуем вводные части как относительно популярное введение в физику и астрофизику первичных черных дыр.

Выпуск 39. 12-18 апреля 2003

обзор gr-qc/0304042 Излучают ли черные дыры? (Do black holes radiate?)
Authors: Adam D. Helfer
Comments: review article, 80 pp., 3 included eps figures, IOP macros (included)

Большой подробный обзор по излучению черных дыр, неперегруженный формулами и ссылками. Суть обзора в подробном обсуждении трудностей, имеющихся в описании испарения черных дыр (Хоукинговское излучение). Дело в том, что кроме того что излучение пока не обнаружено, сам факт его возможности под вопросом, т.к. выводы об испарении черных дыр базируются на ряде предположений. Другой выбор разумных параметров делает излучение черных дыр невозможным. Также все более популярной становится идея, что совсем маленькие черные дыры (с массой порядка Планковской - 2.2 10^-5г) не излучают. Соответственно, даже если излучение есть, дыры не испаряются до конца. Оставшиеся реликты могут вносить вклад в темную материю. (См. также работы Алексеева и др.).

astro-ph/0304202 Образование сверхмассивных черных дыр: моделирование в ОТО (Formation of Supermassive Black Holes: Simulations in General Relativity)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: To appear in "Carnegie Observatories Astrophysics Series, Vol. 1: Coevolution of Black Holes and Galaxies," ed. L. C. Ho (Cambridge: Cambridge Univ. Press). (17 pages, 8 figures)

Несмотря на то, что существование сверхмассивных черных дыр в центральных областях множества галактик уже фактически не вызывает сомнения, механизм формирования черных дыр остается неизвестным (это было "горячей темой" на прошлой неделе). Всем ясно, как черная дыра может увеличивать свою массу - аккреция. Но вот откуда берется "зародыш" черной дыры?

Шапиро рассматривает несколько популярных сценариев: коллапс сверхмассивной звезды, коллапс звездного скопления или облака частиц (темной материи) и др. Для решения этих задач требуется применение Общей теории относительности (ОТО). Поэтому нужны мощные компьютерные методы. О проделанных расчетах и рассказывается в работе.