Как уже неоднократно отмечалось, прямые наблюдения финальных стадий испраения черных дыр - одно из самых ожидаемых открытий. Это позволило бы сразу узнать очень многое и о физике, и о астрофизике. Никакой БАК не сравнится.

В данной статье авторы рассчитывают, что мы могли бы узнать о физике за передалми Стандартной модели по наблюдениям испраения на гамма-телескопах HAWC и Fermi-LAT.

Если бы удалось увидеть одновременно на этих двух (реально работающих) инструментах, то узнали бы сразу очень много. Надежды мало, конечно, но ....

Так что, стоит развивать гамма-астрономию!

Относительно недавно (уже в 21м веке) стали обнаруживать феномен, который считают рождением черной дыры без вспышки сверхновой. Идея состоит в поиске исчезнувших массивных звезд. Ясно, что технически это очень сложная задача. И только с развитием методом обработки изображений появилась возможность идентифицировать такие события. Есть всего несколько известных примеров. Вот еще один, но очень интересный, потому что близкий.

На этот раз исчезновение удалось зафиксировать не в далекой галакике, а в Туманности Андромеды. Это позволяет исследовать явление в более мелких деталях.

Разумеется, нельзя не отметить, что нам повезло. В галактике типа М31 такие событий случаются не чаще чем раз в сто лет.

Звезда перед гибелью была сверхгигантом. Модели оценивают ее начальную массу примерно в 20 солнечных. Перед исчезновением (на самом деле, речь идет о быстром падении блеска, в оптическом диапазоне примерно в 10000 раз) она имела светимость примерно в 100 000 раз больше, чем у Солнца. В 2014 она еще выглядела яркой (и даже немного увеличила светимость в ближнем ИК), а в 2022 уже нет.

Еще одна интересная "спящая" черная дыра. На этот раз интерес связан с тем, что ее масса попадает в "провал" от 3 до 5 масс Солнца.

В последние годы благодаря Gaia и LAMOST обнаружено несколько компактных объектов в широких двойных системах, не проявляющих аккреционной или другой активности. Все что наблюдается - движение оптической звезды. А из этого уже определяются параметры невидимого компаньона. Обнаружение еще одного объекта не было бы такой уж большой новостью, если бы не .... В данном случае черная дыра слишком легкая: 3-4 массы Солнца. Наблюдения рентгеновских двойных в нашей Галактике показывают, что в диапазоне масс от 3 до 5 солнечных черные дыры встречаются редко. Так что каждый новый объект представляет интерес.

Конечно, результат еще будут уточнять. Опыт говорит, что при исследовании таких систем легко завысить точность определения массы. Но пока все выглядит любопытно.

Компаньоном является красный гигант с массой 2-3 солнечных. Система очень широкая (период два с половиной года). А орбита почти круговая. И это само по себе любопытно с точки зрения эволюции двойных.

В полупопулярном обзоре авторы описывают историю изучения первичных черных дыр и дают общую картину современных представлений о появлении и наблюдательных проявлениях этих объектов.

Известно уже несколько пар сливающихся квазаров, но эта находится на красном смещении больше 6! То, что это сливающаяся пара, подтверждается обнаружением перемычки между галактиками.

Обе сверхмассивные черные дыры имеют массы около 100 млн. солнечных. Расстояние между ними (в проекции) около 12 кпк.

См. также статью arxiv:2405.02468, где описываются свойства материнских галактик сливающихся квазаров. Галактики наблюдали на ALMA. Это позволило получить достаточно детальные данные о газе в них. Анализ показывает, что последующая эволюция приведет к тому, что квазары существенно увеличат свою светимость, достигнув величины, соответствующей самым мощным из известных квазаров.

Открыт пример одного из недостающих звеньев в описании эволюции галактик и сверхмассивных черных дыр.

Активность галактики LID-568 была обнаружена в рентгене с помощью наблюдений на Чандре. Хаббл ее не видит (слишком много пыли в галактике, поэтому она слишком красная и слабая), а вот Джеймс Вебб - да. Это позволило определить красное смещение: почти 4.

Черная дыра аккрецирует в существенно сверхэддингтоновском режиме. Причем, видимо почти вся масса черной дыры (несколько миллионов солнечных) набрана в этом эпизоде, который длится более 10 млн лет.

Продолжительность сверхэддинтоновской аккреции удалось ограничить за счет измерения параметров мощного истечения от черной дыры. По всей видимости, галактика находится на промежуточной (переходной) стадии, когда черная дыра очень активна и вскоре "выключит" звездообразование в галактике за счет мощного истечения.

Событий приливного разрыва звезд сверхмассивными черными дырами известно уже очень много. В основном это, разумеется, маломассивные звезды. Просто потому что их больше. В данной статье авотры представляют три транзиента, которые они связывают с приливными разрывами звезд с массами 3-10 масс Солнца. Такие события имеют большую светимость и большое полное энерговыделение.

Любопытно, что два транзиента обнаружены в данных Gaia.

Представлен каталог источников, обнаржунных телескопом ART-XC на борту Спектра-РГ за первые два с половиной года обзоров (пять скано по полгода каждый). Собственно, каталог занимает основной объем статьи. В нем ~1500 источников. Около 10% источников новые. Примерно треть - Галактические. Неотождествленных всего несколько процентов.

Не пугайтесь, речь идет не об экспериментах, а о наблюдениях. После хорошего введения авторы подробно, но достаточно популярно, рассказывают о методиках и результатах наблюдений с помощью интерферометров: как оптических (GRAVITY на VLTI), так и радио (Event Horizon Telescope). Ну и немного про гравволновые наблюдения с помощью лазерных интерфрометров.

Обзор для всех доступный. Из 50 страниц почти 20 занимает список литературы. Формул почти нет, и рисунков - полтора десятка.

Важным вопросом в физике и астрофизике компактных объектов является кик. Это дополнительная скорость, которую нейтронная или черная дыра приобретает в момент рождения. Большой кик может разрушать звездные системы,в которых рождается компактный объект. Чем шире система - тем проще ее разрушить. Поэтому наличие компактных объектов в широких системах дает сильные ограничения на кик.

В данной статье показано, что известная черная дыра в системе V404 Лебедя является членом тройной. Это дает очень жесткий верхний предел на дополнительную скорость - меньше нескольких километров секунду. Это почти ноль, учитывая обычно обсуждаемые значения. Соотвественно, надо, чтобы модели коллапса давали такие низкие скорости.

29 мая 2023 года гравитационно-волновые детекторы зарегистрировали интересное событие. В статье представлен детальный анализ полученных данных.

Один объект - точно нейтронная звезда, потому что масса 1.2-2 солнечных. А вот про второй непонятно, что и делает событие интересным.

Масса второго от 2.4 до 4.5 солнечных (это девяносто процентный доверительный интервал). Так что, это может быть или легкая черная дыра, или массивная нейтронная звезда.

Открыта еще одна - третья, - двойная система с неаккрецирующей черной дырой. Сделано это снова по данным Gaia. Интересно то, что черная дыра массивная. Видимо, дело тут в низкой металличности прародителя. Это видно из данных по металличности оптической звезды в двойной системе.

33 массы Солнца - это рекорд для нашей Галактики. А вот в данных по гравитационно-волновым всплескам много массивных черных дыр. Новое открытие подтверждает модели, в которых черные дыры больших (но звездных) масс формируются в конце эволюции малометалличных звезд.

См. также arxiv:2404.11604, где обсуждается возможная связь двойной системы с потоком в гало, являющимся результатом разрушения очень старого маломассивного и малометалличного звездного скопления.

Название статьи слегка вводит в заблуждение, но статья важная. Итак.

Представлены результаты обработки 20 лет поисков событий микролинзирования в направлении Магеллановых облаков в рамках проекта OGLE (см. также arxiv:2403.02398). В данной статье представлены результаты по компактным темным объектам в гало, особенно по массивным, которые должны давать длинные события. Нет событий с длительностью более года. Это дает более жесткий предел на вклад черных дыр примерно звездной массы в темное вещество. Но, что более важно, на мой взгляд, это закрывает значительный вклад слияний первичных черных дыр в статистику гравитационно-волновых событий. (О самих первичных черных дырах см. свежий небольшой обзор arxiv:2403.02907)

Поясню, почему название немного обманчиво. Потому что речь не идет о том, что черных дыр в гало совсем нет. Их там просто не может быть достаточно много, чтобы внести заметный вклад в темное вещество (ну и, соответственно, чтобы слияния далеких пар - не в нашей Галактике - таких черных дыр вносили заметный вклад в статистику слияний).

Наблюдения на JWST позволили обнаружить и изучить еще один интересный объект. Это галактика со сверхмассивной черной дырой на z=6.7. Черная дыра имеет массу 400 миллионов солнечных и аккрецирует с темпом 2% от предельного, т.е. "почти спит". Пока не так впечатляет. Интересно, что звездная масса галактики всего лишь около миллиарда солнечных. Т.е., отношение массы черной дыры к звездной массе примерно 0.4. Это очень много. В наших окрестностях обычно 0.001. На больших красных смещениях бывает больше, но все равно 0.4 - это рекорд. Как обычно, все это крайне интересно для понимания совместной эволюции сверхмассивных черных дыр и галактик в молодой вселенной.

Данные Gaia помогли обнаружить несколько кандидатов в двойные с неаккрецирующими черными дырами. В этой статье авторы обсуждают эволюцию двух таких систем. Пожалуй, самое интересное касается параметров дополнительной скорости, полученной черными дырами в момент образования. Также интересно, что такие системы с равной вероятностью могут образовываться и в результате динамического взаимодействия в скоплениях.

В галактике OJ 287 находится пара сверхмассивных черных дыр. Масса одной чуть более 100 млн, а другой - более 10 млрд солнечных. Активность наблюдают и в оптике, и в радио, и в рентгене. Причем - давно. Это позволило не только определить орбитальный период (12 лет), но и темп его уменьшения. Черные дыры сольются примерно через 12 000 лет.

Наивно кажется, что черные дыры сближаются из-за испускания гравитационных волн. Так оно и есть, но только отчасти. Гравволны не объясняют всех потерь вращательной энергии. Нужно что-то еще. Это "что-то" - динамическое трение (гравитационное торможение движущегося объекта окружающим веществом). Пара черных дыр перераспределяет вещество, включая темное, и это сказывается на параметрах динамического трения.

Авторы показывают, что темп уменьшения оритального периода описывается в модели, где плотность вещества в окрестности черных дыр значительно выше, чем было бы без них.

Очередной квазар с большой массой черной дыры и высоким темпом аккреции. Ключевые параметры таковы: красное смещение 4, масса 17 миллиардов солнечных. Темп аккреции - больше массы Солнца в день. Последнее - рекорд, и это важно для понимания роста массы черных дыр.

Наблюдения на системе радиотелескопов АТСА дали возможность получить самое глубокое изображение шарового скопления 47 Тукана. Главной неожиданностью стало обнаружение точечного радиоисточника в самой центральной области скопления. Там же есть и слабый неидентифицированный рентгеновский источник. А в оптике не видно ничего интересного (т.е., ничего, что могло бы объяснить радио и рентген). Интригующей возможностью является то, что источник может быть черной дырой промежуточной массы. Такие объекты давно ищут в шаровых скоплениях, но с нулевым результатом. Что интересно, в случае 47 Тукана черная дыра не нужна :) Т.е., кинематика звезд в центральной части не требует для своего объяснения массивного объекта. Верхние пределы на массу по кинематике - порядка тысячи масс Солнца. Тем не менее, рассмотрев много разных вариантов, авторы статьи приходят к выводу, что черная дыра с массой в несколько сотен солнечных - это одна из двух лучших гипотез для объяснения свойств нового источника. Вторая - миллисекундный пульсар.

Что теперь? Видимо, будут пытаться точнее измерить кинематику звезд в центральной части скопления, чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу о черной дыре.

Наблюдения с помощью прибора GRAVITY+ на VLT (телескопы работали в режиме интерферометра) позволили напрямую (т.е., динамическим методом) определить массу черной дыры в далеком квазаре. Далекий - это красное смещение ~2.

GRAVITY+ - уникальный инструмент. Широко известны его результаты по наблюдению центральной черной дыры в нашей Галактике. Здесь же авторам удалось разрешить область формирования широких линий в квазаре и измерить движение облаков, где линии формируются. Именно это и дает динамическое измерение массы.

Масса получилась равной примерно 300 миллионов солнечных.

В Архиве появилась пачка статей, посвященных первому релизу данных eROSITA. Это данные немецкого консорциума, поэтому они соответствуют наблюдениям половины неба (напомню, что данные были поеделны пополам между немецким и российским консорциумами). В каталог включены данные только за первые полгода обзора (телескоп проработал в обзорном режиме чуть более двух лет из запланированных четырех. Затем инструмент прием данных с инструмента был прекращен.).

Данная статья является центральной в этой серии. Здесь описаны наблюдения, которые легли в основу обзора, методы выделения источников и т.п. технические детали.

Авторы детально анализируют, как поменяется эволюция Солнца, если в центр поместить черную дыру. Речь идет о первичных черных дырах - т.е., массы у них небольшие относительно солнечной. Если масса меньше 10¹⁹-10²⁰ грамм, то изменений никаких, даже если дыра с самого начала эволюции находится в самом центре (а туда надо еще попасть! авторы отдельно обсуждают это в дискуссии). Если же масса больше, то начинается интересное. Если прямо сейчас поместить дыру в центр Солнца, то мы не заметим это при массе дыры меньше меркурианской. Но через сотни миллионов лет эффекты будут уже очень заметны.

Затем авторы в рамках более простой модели рассматривают судьбу звезд разной массы при помещении в их центры черных дыр. Эти результаты суммированы на риснке 4.

Все это интересно в контексте гипотезы о том, что первичных черных дыр может быть много, и они могут составлять заметную долю темного вещества. При этом интересно, что и неопределенностей в таких моделях остается немало. Соответственно, авторы обещают новые работы на эту тему.

См. также arxiv:2312.07647, где результаты работы изложены более кратко и популярно.

Слово "астрофизические" в названии немного вводит в заблуждение: обзор сугубо теорфизический. Собственно, он и появился в астрофизической части Архива только как cross-listing.

Это лекции, поэтому все аккуратно выводится, начиная с самых основ. Что удобно и для студентов, и просто для неспециалистов в этой области. В итоге, авторы дают понятное описание невращающихся черных дыр в ОТО. Отличное введение в тему!

Хороший компактный обзор по ограничениям на количество первичных черных дыр с точки зрения гипотезы о том, что они составляют темное вещество.

Авторы утверждают, что диапазон 3 10¹⁶-10¹⁸ не закрыт. Но ясно, что довольно трудно придумать модель формирования, в которой все попадет именно в этот узкий диапазон.

Открыт очень интересный тип транзиентной активности (неизвестно какого источника). История такова. В начале открыли более-менее обычный (но все равно не очень понятный) транзиент в оптике. Характерное время изменения блеска большое - десятки дней. Такие случаи известны (хотя и не поняты до конца). Нашли галактику, где произошел всплеск. Красное смещение 0.26, высокий темп звездообразования. Источник не в центре. Источник обнаружили также в радио и в рентгене. А вот дальше - интересное.

Продолжение оптического мониторинга позволило обнаружить вспышки минутной длительности (до десятков минут) со светимостью 10 в 44й эрг в секунду. Одна из вспышек совпала с рентгеновскими наблюдениями - там ничего необычного не видно.

Что мы наблюдаем - непонятно. Авторы связывают все это с релятивистскими истечениями от (возможно, свежеобразованного) компактного объекта. Но можно придумывать и другие варианты.

В обзоре рассмотрены три основные темы: формирование черных дыр промежуточных масс, гравитационные волны от их слияний с другими черными дырами и феноменология черных дыр промежуточных масс в шаровых скоплениях и карликовых галактиках. Основная часть посвящена именно формированию.

Авторы используют данные 189 архивных наблюдений на NuSTAR, чтобы дать новые оценки темпа вращения черных дыр в двойных системах и сравнить их с ранее сделанными измерениями.

Черные дыры в двойных раскручиваются в основном аккрецией. А дальше - "Черные дыры не тормозят" (это еще одна надпись на футболке, которую стоит сделать). В отличие от нейтронных звезд, вращение которых может замедляться из-за наличия магнитного поля, черные дыры не обладают таким механизмом торможения. Кроме того, максимальное вращение у черных дыр выше (у нейтронных звезд начинается истечение вещества и могут начать излучаться гравитационные волны из-за неустойчивостей). Поэтому черные дыры могут вращаться быстрее нейтронных звезд. А что говорят наблюдения?

Получив данные для 24 объектов, авторы подтверждают быстрое вращение черных дыр. У всех систем в выборке (в пределах одного сигма) вращение выше предельного для нейтронных звезд. А у 90% выборки близко в предельному для черных дыр.

Правда, сравнение с данными гравитационно-волновых измерений показывает интересную особенность. Распределение по параметру вращения у черных дыр в рентгеновских двойных не такое, как у гравитационно-волновых систем. Это интересно и указывает на разную эволюцию.

В результате слияния галактик должны возникать двойные (ну и тройные и т.д.) сверхмассивные черные дыры. Наблюдается довольно большое количество таких объектов. Но особый интерес представляют слияния сверхмассивных черных дыр. Тут есть много вопросов, т.к. прямого надежного свидетельства существования тесных пар сверхмассивных черных дыр (с орбитальными периодами менее ста лет) до сих пор нет.

В обзоре обсуждается множество вопросов, связанных с наблюдениями, эволюцией и свойствами сверхмассивных двойных черных дыр.

Кроме этого, появилось еще несколько обзоров из данного сборника. Например, отмечу статью arxiv:2310.16900, посвященную слияниям с большими отношениями масс (это когда со сверхмассивной черной дырой сливается черная дыра звездной или промежуточной массы).

Огромный обзор по первичным черным дырам. Основная цель авторов - описать то, что связано с излучением гравитационных волн парами этих объектов. У меня такая тематика вызывает некоторый скепсис. Однако объем обзора позволил обсудить практически все вопросы, связанные с первичными черными дырами. Так что там много всего интересного и полезного: общая теория формирования, аккреция, линзирвоание и т.д.

Небольшой, понятный обзор по основам аккреции на черные дыры в двойных. Также кратко и прозрачно описана связь с ключевыми наблюдательными проявлениями, в первую очередь в маломассивных рентгеновских системах.

Как известно, гамма-всплески бывают короткие и длинные. Но! Бывают еще "длинные короткие". Это всплески с длительностью около 10 секунд, однако при этом по ряду параметров они похожи на короткие (которые короче секунды, как правило). В статье авторы представляют картину, в которой все удается единым образом описать. Основные выводы можно хорошо себе уяснить, посмотрев на рисунок 2 в статье.

Основная идея в следующем. Если в результате слияния сразу образуется черная дыра (или было слияние нейтронной звезды и черной дыры) и формируется массивный диск, то характерный масштаб времени жизни джета определяется диском. Время может быть довольно большим, что и дает возможность получить длинный гамма-всплеск. Если же образуется гипермассивная нейтронная звезда или масса диска невелика, то долгоживущий джет не возникает.

Количественно многое можно понять уже из рисунка 3.

Гипермассивные НЗ должны образовываться чаще, чем массивные диски вокруг черных дыр, поэтому "длинные короткие" вспелски составляют меньшинство.

Это не статья-открытие, это интерпретация. Само открытие было представлено недавно в двух работах. Суть там вот в чем. По данным JWST и Chandra на z=10.2 обнаружен квазар и изучена его материнская галактика (спасибо гравитационному линзированию). Звездная масса галактики оценивается в 50 млн масс Солнца, а масса черной дыры - в 40 миллионов. Напомню, что в окружающих нас, здесь и сейчас, галактиках масса черной дыры обычно минимум в 1000 раз меньше звездной массы галактики. Но в молодой вселенной все было не так.

Известно, что есть два основных канала появления сверхмассивных черных дыр. Основную массу в обоих случаях они набирают в процессе аккреции газа в центре галактики и в процессе слияния с другими сверхмассивными черными дырами после слияния галактик. Но вот происхождение зародышевых черных дыр в разных каналах разное. В одном (видимо, он реализуется чаще) черная дыра возникает в результате эволюции звезды популяции III (Pop III). В таком случае все начинается с массы около 200 масс Солнца. В другом варианте происходит коллапс большого газового облака (возможно с промежуточной стадией суперзвезды). В таком варианте масса черной дыры "на старте" составляет тысячи или десятки тысяч солнечных масс. Авторы статьи разумно полагают, что в случае галактики UHZ1 мы сталкиваемся как раз с черной дырой, которая выросла из массивного зародыша с массой под 100 000 масс Солнца. Именно это позволило дыре за "жалкие" 300 миллионов лет дорасти до массы в 40 млн солнечных, в то время как галактика еще "легкая" (конечно, не забываем, что в галактике еще есть темное вещество, но тут речь лишь о звездной массе).

См. также статью arxiv:2308.02750, где речь идет о том же объекте и о росте массы черной дыры. Приводится новая оценка звездной массы - 180 млн солнечных, что никак не меняет качественные выводы.

Конечно, статья не дает ответ на вопрос, вынесенный в заголовок. Зато авторы перечисляют основные классы альтернативных моделей (струны, доменные стенки, фазовые переходы, первичные флуктуации, аксионы) и дают ссылки на основные оригинальные работы по этим темам - порядка сотни!. А также, конечно, авторы сравнивают предсказания моделей с результатами наблюдений и рассуждают о том, какие наблюдения в ближайшем будущем могут помочь прояснить ситуацию. В общем - весьма познавательно!

Дан обзор и приведены новые оригинальные результаты по поиску наблюдательных проявлений финальных стадий испарения черных дыр. Интересно тем, что авторы обсуждают сценарии испарения за пределами Стандартной модели. Также интересен вывод, что для поиска финальных стадий испарения лучше подходят черенковские наземные телекопы. Поэтому ждем CTA. Спутники же (такие как Fermi) имеют преимущество при поиске более тяжелых объектов, которые еще только на подходе к финальной вспышке. такие события видны только с небольших расстояний (доли парсека), и источники можно выделять по заметному собственному движению.

В Архиве появляются white papers, в которых обсуждаются различные идеи по поводу ключевых научных задач телескопа Роман. Напомню, что это 2.4-метровый космический телескоп, который в скором времени должен быть выведен на орбиту (2027 год, скорее всего). В сравнении с Хабблом у него большое поле зрения, т.е. он несколько "обзорный". Многие ключевые задачи связаны с наблюдением гравитационного линзирования (и фотометрического, и астрометрического). В данной статье обсуждается, как лучше этими методами искать одиночные черные дыры звездных масс и измерять их характеристики.

Поиск черных дыр не относится к числу самых первоочередных задач инструмента. А вот поиск одиночных объектов планетных масс - относится. Поэтому пока многие аспекты наблюдательной программы оптимизируют под панетные поиски. В данной статье авторы обсуждают, что можно увидеть в рамках программы наблюдений, оптимизированной под поиск тел планетных масс, и как можно модернизировать программу, чтобы получить больше данных по черным дырам. Если будут сделаны небольшие изменения в программе обзора балджа Галактики, то можно ожидать обнаружения сотен одиночных черных дыр (и десятков нейтронных звезд). Это, конечно, было бы важным результатом.

В Архиве появилось (и еще появится) множество работ, посвященных результатам поиска гравитационно-волнового фона с помощью сетей пульсарного тайминга (PTA - Pulsar timing array). В данной представлены ключевые результаты американского проекта NANOGrav. Различные детали наблюдений этой РТА представлены в серии статей, которые можно найти в Архиве.

Ключевой результат такой: на уровне 4-сигма виден искомый сигнал. Его источником по всей видимости являются пары сверхмассивных черных дыр в разных галактиках в видимой части вселенной. Чтобы получить этот результат понадобилось 15 лет слежения за 68 пульсарами. Для большей достоверности нужно продолжать набирать данные.

Сейчас работает пять проектов: американский, европейский (см. ниже), австралийский, индийский (они представили данные вместе с европейским) и китайский (кроме того, начинается еще и проект на телескопе MeerKAT в Южной Африке). Про все можно почитать в сегодняшнем Архиве.

В этой статье представлены результаты европейского проекта EPTA (European Pulsar Timing Array) по поиску гравитационно-волнового фона. Результаты в целом соответствуют тому, что получил NANOGrav (пульсаров в выборке было меньше, зато наблюдали почти 25 лет).

История вопроса такова. Саму идею, что наблюдения пульсаров могут помочь регистрировать гравитационные волны предложили Сажин (1978) и Detweiler (1979). В 1980 Бегелман с соавторами показали, что из-за слияния галактик должны существовать двойные сверхмассивные черные дыры. В 1983 году был получен важнейший результат. Hellings и Downs показали, что фон, связанные с излучением множества пар сверхмассивных черных дыр, раскиданных по всей вселенной, можно обнаружить, изучая корреляции сигналов об изменении периодов пульсаров, находящихся в разных точках на небе. Они рассчитали форму кривой корреляции, и сети пульсарного тайминга ищут именно это - кривую Хеллингса-Даунса. И вот, похоже, впервые нашли. Сами сети тайминга были предложены в работах Романи (1989) и Фостера и Бейкера (1990). Соотвественно, в 1990е начали разрабатывать такие проекты наблюдений. И началось ....

Кроме нескольких национальных проектов есть еще и международная сеть пульсарного тайминга (IPTA). В рамках этого проекта проводится совместная обработка данных четырех отдельных проектов (китайский и MeerKAT пока в полной мере не присоединились к IPTA). Видимо, в течение ближайших нескольких лет будет сделан общий анализ представленных сегодня данных. Это позволит улучшить результаты. Может и до 5 сигма дотянутся! Ну и все продолжают наблюдения. Так что еще до запуска eLISA мы будем кое-что знать о гравволнах от сверхмассивных черных дыр.

Обзор посвящен тестам предсказаний теорий гравитации на основе наблюдений рентгеновских спектром аккреционных дисков. В системе диск-корона возникает отраженное излучение, которое и несет необходимую информацию. При этом обозреваются, по сути, работы самого автора и его группы.

С помощью наблюдений на JWST авторам удалось оценить массу сверхмассивной черной дыры в галактике GN-z11 на красном смещении 10.6. Масса оказалась равной примерно 1-3 миллиона масс Солнца. Учитывая высокий современный темп аккреции эта черная дыра могла начать расти из остатка звезды населения III. Стоит посмотреть на рисунок 3 в статье - он более-менее объясняет ключевой результат.

См. также arxiv:2305.12504, где обсуждаются теоретические аспекты эволюции таких черных дыр.

Авторы представляют рентгеновские данные, позволившие обнаружить квазар в сильно линзированной галактике на красном смещении 10.3. Саму галактику обнаружили на JWST. Масса черной дыры примерно 40 млн солнечных. Чтобы вырасти до такой массы за короткое время, надо было начинать с массы в десятки тысяч масс Солнца (рисунок 4 в статье дает представление о том, как оно могло происходить). Т.о., это еще один серьезный аргумент в пользу того, что многие сверхмассивные черные дыры, наблюдаемые на больших красных смещениях, начинали свой рост с довольно массивных "зародышей" (seeds). Т.е., это были не черные дыры, появившиеся в результате коллапса ядер звезд населения III, а черные дыры, возникшие в результате коллапса массивных облаков газа.

Авторы возвращаются к проблеме рождения частиц в окрестности черной дыры за счет ее же массы. В данном случае модель очень наглядная (и возникает резонный вопрос: "неужели никто раньше об этом не писал?"). Виртуальная пара частиц разрывается приливными силами. Далее, могут сложиться условия, когда частицы не аннигилируют, и не попадают под горизонт (хотя бы одна из пары). В таком случае мы имеем дело с потерей черной дырой массы.

Улетающие частицы в основном рождаются на расстоянии примерно 0.25 радиуса Шварцшильда над горизонтом (авторы рассматривают невращающуюся черную дыру). Механизм оказывается, по расчетам авторов, даже немного эффективнее хокинговского.

Авторы детально исследуют орбиту звезды S2. Идея состоит в том, чтобы поискать массивные (но не сверхмассивные) черные дыры в области галактического центра по их возмущающему действию. Никаких аномалий в движении S2 не обнаружено. Это позволяет дать жесткие ограничения на то, где могла бы находиться еще одна черная дыра. Получается, что или она очень близко к Sgr A* (глубоко внутри орбиты S2), или, наоборот - снаружи, вне области размером в одну угловую секунду с точки зрения земного наблюдаетля.

CEERS - Cosmic Evolution Early Release Science. В рамках этого обзора обнаружено активное ядро галактики на рекордном красном смещении 8.7. Это соответствует 570 млн лет после начала расширения. В материнской галактике наблюдается интенсивное звездообразование (30 масс Солнца в год), что типично для этой эпохи.

Удается оценить массу черной дыры. Она составляет около 10 млн солнечных масс. Аккреция на нее идет примерно с эддингтоновским темпом.

Сделанные оценки дают возможность представить предыдущую (и последующую) эволюцию массы этой черной дыры. Получается, что все укладывается в модель, где в начале была черная дыра с массой малые сотни масс СОлнца, т.е. это был остаток звезды населения III.

Небольшой и довольно популярный обзор, где в основном речь идет о Sgr A* и М87. На пальцах объясняются некоторые особенности аккреции на эти объекты, механизм формирования вида колец вокруг черных дыр и некоторые другие вопросы.

Авторы представляют каталоги рентгеновских двойных систем в нашей Галактике. В первой статье представлены массивные системы. Их набралось 169.

Маломассивные рентгеновские двойных (из 348) представлены во второй работе: arxiv:2303.16168

Разумеется, в статьях дано описание каталогов. А сами они доступны он-лайн.

Не очень большой, но содержательный обзор, посвященный исследованиям, свойствам, проявлениям сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Упомянуты все существенные аспекты, включая историю исследований. Поэтому обзор можн считать идеальной современной сводкой данных по Sgr A*.

Это статья явно попадет в новости, поэтому про нее придется написать.
С одной стороны, есть некоторые теоретические проблемы с описанием черных дыр в нестационарной метрике (расширяющаяся вселенная). Есть много всяких моделей и тп. (как всегда у теоретиков). С другой, наблюдатели, занимающиеся изучением роста массы черных дыр в галактиках, обнаружили недавно некоторую особенность (отдельный вопрос - обнаружили или нет, это все рабочие моменты, тут еще разбираться надо). Но допустим, что особенность есть. Ее надо объяснять. Можно придумывать много разных вариантов (например, связанных с чистой астрофизикой). А тут народ посмотрел, а нельзя ли одну из множество теоретических гипотез приложить. Приложили - неплохо сошлось. Отсюда статья.

Так что интересно, интригующе. Но будем посмотреть. Авторы сами много что мельком перечисляют из предсказаний такой модели. На мой поверхностный взгляд, модель столкнется с астрофизическими проблемами, касающимися известных свойств других черных дыр.

Авторы детально исследовали двойную систему, выделенную по данным Gaia DR3 как кандидат в системы с неаккрецирующей черной дырой. Спутников черной дыры является красный гигант с массой около одной солнечной. Черная дыра раз в 9 массивнее. Орбитальный период большой - три с лишним года. Поэтому никакой аккреции в системе нет.

Большой обзор по ультрамощным рентгеновским источникам. Почти 70 страниц без литературы позволили авотрам рассмотреть все вопросы, проблемы и основные гипотезы, касающиеся этих источников.

При слияниях черных дыр итоговый объект может приобретать большую скорость. Это связано с асиммитричным испусканием гравволн. В итоге было показано, что реалистичных сценариях круговых орбит отдача (кик) может легко достигать тысяч километров в секунду. Величина кика зависит от отношения масс и параметров вращения (ориентации осей вращения и величина спина). Но гравволновые наблюдениях говорят, что эксцентриситеты могут заметно отличаются от единицы. Поэтому авторы рассматривают другую модель: столкновения на высоких энергиях, где взаимное положения на начальный момент определяется прицельным параметром. Моделируется столкновения черных дыр равных масс. В итоге найдены параметры, при которых кик может достигать примерно 24-26 тысяч (!) километров в секунду при максимальном вращении и противоположной ориентации осей вращения.

Обзор посвящен данным по нейтронным звездам и черным дырам. В первую очередь, речь идет об определении масс. Соотвестсвенно, обсуждаются распределения по массам. Кроме этого описаны основные феноменологические данные по компактным объектам разных типов.

Авторы представляют результаты компьютерных симуляций. Моделируется коллапс ядра массивной звезды, обладающего значительным вращение. Последнее обстоятельство приводит к формированию диска вокруг черной дыры. А это, в свою очередь, приводит к мощному истечению с энергетикой до 10 в 52й эрг, включая выброс никеля-56 (более 0.1 массы Солнца. В результате, возникает сверхновая.

Рассказ одного из ключевых участников событий о том, как развивался проект Телескопа горизонта событий, приведший к изображениям, называемым "фотографиями черной дыры".

По сути это отличная научно-популярная статья, затрагивающая и основы, и современные результаты, и историю. Просто статья выстроена отчасти исходя из личного опыта автора. Но тут и опыт такой - что грех не воспользоваться.

А если у вас есть желание узнать, какие новые "сумасшедшие" идеи, связанные с "изображениями черных дыр" вынашивают теоретики - то почитайте arxiv:2208.00704. В этой работе авторы обсуждают, какие детали можно увидеть, если вблизи горизонта будет отражающая или рассеивающая свет область. Это возможно, если кандидаты в черные дыры на самом деле имеют какую-то более хитрую природу.

Очередное сообщение об обнаружении пары "нормальная звезда + черная дыра" по данным Gaia.

На этот раз звезда солнечного типа. Да еще наклонение орбиты удается оценить. В итоге, вывод о том, что это именно черная дыра оказывается практически неизбежным.

Авторы гордо дают системе имя Gaia BH1. Может быть так оно и приживется.

Авторы провели интересное исследование, используя данные Gaia.

Давным давно предлагалось, что астрометрические наблюдения должны выявлять двойные системы с массивными невидимыми компаньонами. Этими спутниками должны быть нейтронные звезды и черные дыры. Но оказалось, что по ряду причин подобных систем (широкие двойные с компактными объектами) не слишком много. Похоже, только Gaia может дать солидную выборку. И вот началось.

Авторы выделили пару дюжин очень хороих кандидатов, где масса невидимого компаньона превосходит ожидаемые массы белых карликов. Выборка оказалась интересной и ставит много интересных вопросов. Безусловно, кандидаты надо еще подтверждать. Но пока все выглядит очень солидно.

Появилось еще несколько статей, посвященный поиску компактных объектов в данных Gaia. В работе arxiv:2207.05086 не удалось выявить хороших кандидатов. А вот в arxiv:2207.05434 - удалось.

Авторы представили данные по очередной звезде, вращающейся вокруг нашей центральной черной дыры. Звезда S4716 имеет рекордно короткий орбитальный период - 4 года. Большая полуось орбиты около 400 а.е., но в перичернодырии звезда приближается к Sgr A* на расстояние менее 100 а.е.

Очередной кандидат в двойные системы с неаккрецирующей черной дырой. На этот раз авторы клянутся, что данные очень надежные, и проблем с их интерпретацией нет (напомню, что было уже с десяток заявлений о том, что по спектральным датам заподозрено, что невидимый компонент двойной является черной дырой, но все случаи подвергались потом серьезной критике, см. также свежую статью arxiv:2207.07752).

Особый интерес представляет то, что черная дыра должна была возникнуть без заметной дополнительной скорости. Когда наберется достаточная (десятки примеров) статистика по подобным системам с черными дырами, то это поможет лучше понять процесс возникновения черных дыр за счет коллапса ядер массивных звезд.

Авторы представляют численную модель, объясняющую весь комплекс основных данных по пузырям Ферми (с дополнением от eROSITA и других инструментов). Все удается описать одним эпизодом активности, начавшимся 2.6 миллиона лет назад и продолжавшимся около 100 тысяч лет.

В прошлом месяце я уже писал о другой статье, посвященной этому же объекту. Теперь вторая группа наблюдателей выкладывает результаты своей обработки хаббловских наблюдений. У этой группы значение массы компактного объекта получается чуть ниже: от 1.6 до 4.2 массы Солнца. Т.о., это или массивная нейтронная звезда, или относительно легкая черная дыра, чья масса соответствует "провалу" между массами нейтронных звезд и типичными массами черных дыр (5-10 солнечных) в двойных системах нашей Галактики.

Наблюдения области галактического центра (примерно 15 на 15 секунд дуги) показали наличие десятков компактных радиоисточников. Наблюдения проводились на VLA. Природа их не ясна. Авторы полагают, что это могут быть аккрецирующие двойные и одиночные черные дыры.

Эффект гравитационно-волновой ракеты очень красивый. Суть его в том, что в результате слияния черных дыр получившийся объект может приобрести большую скорость из-за несимметричного испускания гравволн. До настоящего времени не было хороших указаний на то, что эффект работает. И вот, анализируя данные по слиянию GW200129_065458, авторы приходят к выводу, что есть серьезные указания на высокую скорость отдачи - около 1000 км в сек. Точнее, значение составляет 1542⁺⁷⁴⁷_-1098 км/с.

Красивые видео с визуализацией здесь.

Любопытная работа. Авторы используют данные с чувствительных гравиметров для поиска околоземных темных компактных объектов по их приливному действию. Чувствительность дотягивается до масс чуть меньше 10¹⁴ кг. Более мелкие черные дыры уже можно и по хокинговскому излучению увидеть.

Но мне интересно, неужели по телеметрии множества околоземных спутников (включая те, что предназначены для высокоточных измерений) не получаются пределы лучше?

Авторы провели детальное исследование центральной области близкой (9 Мпк) карликовой галактики Henize 2-10. Показано, что околоядерная область звездообразования связана с биполярным истечением от центральной сверхмассивной черной дыры. Т.о., черные дыры могут стимулировать формирование звездных околоядерных скоплений.

Красивый снимок на Рис. 1 в статье. Прямо видно, как поток от черной дыры соединяет ее с областью звездообразования.

Проводя на Хаббловском телескопе наблюдения события длинного микролинзирования, авторы обнаружили в дополнение к фотометрическому эффекту и астрометрический. Это первое такое наблюдение и самый надежный результат по идентификации одиночной черной дыры. Масса черной дыры 6-8 масс Солнца. Интересно, что также удалось померить двумерную проекцию скорости. Получилось 45 км в сек, что указывает на небольшой кик при рождении (хотя можно и динамические причины придумать).

Само событие фотометрического линзирования наблюдалось в 2011 г., но понадобилось 6 лет наблюдений, чтобы получить астрометрический результат. Наверное, в недалеком будущем Gaia даст много таких данных.

В обзоре достаточно кратко, но понятно и строго описано, как с помощью наблюдений десятков пульсаров пытаются зарегистрировать длинные гравитационные волны. Саму идею предложил Михаил Сажин (ГАИШ) в 1978 году. Сейчас работает три проекта (четыре, если считать и индийский - он присоединился недавно, и ждем китайский), которые постепенно начинают что-то видеть. Только пока непонятно что.

Европейский спутник ИНТЕГРАЛ продолжает свою работу. В статье представлен очередной каталог жестких источников, созданный на основе наблюдений с помощью прибора IBIS. Это система с кодирующей маской, позволяющая добиваться неплохого углового разрешения в диапазоне >20 кэВ.

В каталог вошло почти 1000 источников. Более трети из них - галактические. Почти половина - внегалактические. Наконец, более 10% источников не отождествлены.

Представлены данные за вторую часть третьего сеанса научных наблюдений на LIGO и Virgo (и немного - KAGRA). В каталог вошло 35 событий. Половина из них уже анонсировалась раньше, по ходу работы. А другая половина - представлена только сейчас. Всего (с учетом двух первых сеансов и первой половины третьего) число зарегистрированных слияний выросло до 90 штук.

См. также arxiv:2111.03634, где детально обсуждаются события третьего научного сеанса - 76 штук. Даны оценки темпа слияний различных пар, а также распределения по массам и т.п. данные.

Представлены результаты наблюдений черной дыры в центре Галактики с помощью Радиоастрона. Наблюдения проводились на длине волны 1.35 см. Кроме Спектра-Р участовало множество наземных инструментов. В результате авторам удалось увидеть асимметричность изображения на масштабе 5.5 шварцшильдовских радиусов. В общем, это подтверждает уже известное. Равно как и то, что для получения прорывных результатов надо уходить на более короткие волны (раз в 10 короче).

Пока не наблюдения, а лишь моделирование, но все равно интересно.

Авторы оценивают, сколько двойных, состоящих из массивной звезды Главной последовательности и черной дыры, можно будет открыть в данных Gaia. Получается, что под пару сотен! Это очень много. И кое-что можно будет сделать уже через год по результатам DR3 (а для каких-то систем - придется ждать релиза DR4, в который войдет полная обработка пяти лет наблюдений - т.е., всей плановой программы; но не забываем, что работу продлили до конца 2025 г., т.е. план будет перевыполнен более чем вдвое!).

Идея крайне проста. Gaia вообще откроет много двойных просто по астрометрии - будет видно, как звезды в системе смещаются. Это особенно интересно для систем с черными дырами, на которые не идет мощная аккреция, приводящая к появлению яркого рентгеновского источника. К слову, это первый из предложенных методов поиска черных дыр. Но пока он не давал впечатляющих результатов. А тут можно будет ожидать очень большой выборки.

Кроме всего прочего, результат позволит узнать, какую скорость отдачи (кик) черные дыры получают при рождении.

А вот свежий интересный результат уже по поиску черных дыр в реальных наблюдательных данных. Открыли черную дыру в довольно массивной неаккрецирующей системе в Большом Магеллановом Облаке. У звезды с массой около пяти солнечных была обнаружена большая вариация скорости. Это говорит о присутствии невидимого компаньона с массой 9-13 солнечных. Это явно может быть черная дыра. В принципе, это не первое такое открытие (хотя их по пальцам одной руки можно пересчитать), но зато первое для системы в молодом звездном скоплении, что немного добавляет интереса.

Недавно двое известных астрофизиков (King, Pringle 2021) подвергли критике известный механизм Блэндфорда-Знаека. Считается, что именно он отвечает за возникновение джетов у черных дыр. При этом энергия черпается из вращения черной дыры, а ключевую роль медиатора играют электромагнитные процессы. В данной заметке авторы, в некотором смысле, отвечают на критику, показывая, что механизм Блэндфорда-Знаека вроде как работает. Но для исчерпывающего прояснения всех деталей процесса необходимо более глубокое изучение аккреции замагниченной плазмы на черные дыры в ситуации, когда и гравитационные, и магнитные поля становятся очень сильными.

Очередное заявление о том, что в массивном шаровом скоплении находится черная дыра. На этот раз речь о самом массивном скоплении Туманности Андромеды. Метод тоже хорошо известный. С помощью адаптивной оптики определены скорости движения звезд скопления. Полученные значения указывают на присутствие массивной центральной конденсации. Параметры ее таковы, что это может быть только черная дыра с массой около 100 тысяч масс Солнца.

Хотя результат выглядит весьма надежно, не могу не отметить, что в других случаях аналогичные данные впоследствие вызывали вопросы.

Важным выводом авторов является также следующее. Параметры скопления указывают на то, что это, вероятнее всего, ободранная центральная часть галактики, поглощенной М31. В таком случае наличие сверхмассивной черной дыры выглядит вполне естественно.

Большой обзор по слияниям нейтронных звезд с черными дырами звездных масс в двойных системах. Тема важная и интересная. Во-первых, такое наблюдают и будут наблюдать. Во-вторых, это все очень интересно для физики нейтронных звезд, потому что в зависимости от соотношения параметров нейтронную звезду может проглотить целиком (без разрушения), а может разорвать приливами. Это будет видно по гравволновому сигналу (и, может быть, по наличию особого вида килоновой). Тогда, зная массы компактных объектов из гравволновых данных, мы сможем понять, как ведет себя сверхплотное вещество в недрах нейтронных звезд.

Обзор очень большой - практически книга.

Небольшой обзор, посвященный происхождению тех черных дыр, которые не являются непосредственным порождением коллапсов звездных ядер (и не являются первичными). Т.е., можно было бы написать "сверхмассивных", но не все они "сверх".

В современных сценариях предложено много вариантов формирования "зародышей" и роста массы черных дыр. Все они упоминаются в обзоре.

Наблюдения поляризации оптического излучения позволили установить, что вектора собственного вращения черной дыры (этот вектор и по направлению джета устанавливается) и орбитального вращения двойной расположены под значительным углом (более 40 градусов). Ожидается, что без дополнительного воздействия вектора должны быть почти соосны. Значит, скорее всего, при образовании компактного объекта ему был придан значительный нецентральный кик.

В обзоре собраны все ключевые данные по темпам слияния компактных объектов: нейтронных звезд и черных дыр. Речь идет и о данных наблюдений, и о результатах расчетов. Согласие довольно хорошее. Интересен вклад, даваемый такими плотными популяциями звезд как шаровые скопления и околоядерные скопления.

Высокое разрешение телескопов VLT, работающих в интерферометрическом режиме, позволило получить еще один важный результат. С высокой точность (меньше фактора 2) удалось измерить массу сверхмассивной черной дыры и расстояние до нее. Масса 18-35 млн масс Солнца, расстояние 28-55 Мпк. Такие точные результаты позволяют в дальнейшем уточнять другие данные, в том числе и не относящиеся напрямую к черным дырам и/или галактикам (например, космологические).

Отличный обзор по теме!

Упор сделан, конечно, на двойные черные дыры. Причем, в первую очередь на такие, которые сливаются за хаббловское время. Но обзор все равно достаточно широкий, и охватывает много интересных вопросов, касающихся эволюции черных дыр и их прародителей.

В январе 2020 г. LIGO и VIRGO зарегистрировали два интересных события, которым и посвящена данная статья.

Впервые удалось с высокой достоверностью зарегистрировать слияния нейтронных звезд с черными дырами.

К сожалению, события не очень яркие, одно вообще, по сути, зарегистрировано только детектором в Ливингстоне (хотя, сигнал/шум, конечно больше 10, что дает основание говорить о значимом результате), да и в электромагнитном диапазоне ничего не удалось увидеть. Тем не менее, это очень важный результат.

Массы черных дыр вполне нормальные: 6 и 9 масс Солнца примерно. Собственно, никаких особых "следов" того, что более легкие компоненты сливавшихся двойных являются нейтронными звездами, нет. вывод делается исключительно на основе определения масс. С вероятностью 80-90% они меньше максимальной массы нейтронных звезд.

Вышли две статьи (arxiv/2105.01169 и arxiv/2105.01173), посвященные анализу поляриметрических данных наблюдений центра галактики М87 с помощью Телескопа горизонта событий. Полученные данные позволяют в рамках реалистичных моделей оценить параметры плазмы и магнитного поля в области излучения, т.е. близко от горизонта (примерно 5 шварцшильдовских радиусов).

См. также arxiv:2105.01804, где описаны некоторые детали моделирования.

Используя не очень большую (несколько десятков) выборку галактик разных типов, авторы выявили пару интересных зависимостей. Выборка невелика, потому что нужны были достаточно хорошие оценки массы гало темного вещества. Так вот, эта масса хорошо коррелирует с массой центральной черной дыры. А она, в свою очередь, антикоррелирует с отношением звездной массы галактики и массой гало.

Авторы также предлагают простую модель, в рамках которой воспроизводятся такие зависимости.

Довольно большой обзор по ультрамощным источникам от группы из САО. Описываются и системы с черными дырами, и системы с нейтронными звездами. Приводится много наблюдательных данных, но обуждаются (с понятными иллюстрациями и теоретические модели. В общем, охвачены, пожалуй, все стороны этого до конца так и непонятого пока феномена.

Вышли две статьи (arxiv/2105.01169 и arxiv/2105.01173), посвященные анализу поляриметрических данных наблюдений центра галактики М87 с помощью Телескопа горизонта событий. Полученные данные позволяют в рамках реалистичных моделей оценить параметры плазмы и магнитного поля в области излучения, т.е. близко от горизонта (примерно 5 шварцшильдовских радиусов).

См. также arxiv:2105.01804, где описаны некоторые детали моделирования.

Используя не очень большую (несколько десятков) выборку галактик разных типов, авторы выявили пару интересных зависимостей. Выборка невелика, потому что нужны были достаточно хорошие оценки массы гало темного вещества. Так вот, эта масса хорошо коррелирует с массой центральной черной дыры. А она, в свою очередь, антикоррелирует с отношением звездной массы галактики и массой гало.

Авторы также предлагают простую модель, в рамках которой воспроизводятся такие зависимости.

Довольно большой обзор по ультрамощным источникам от группы из САО. Описываются и системы с черными дырами, и системы с нейтронными звездами. Приводится много наблюдательных данных, но обуждаются (с понятными иллюстрациями и теоретические модели. В общем, охвачены, пожалуй, все стороны этого до конца так и непонятого пока феномена.

Часто спрашивают: а что будет, если в Солнечную систему влетит нейтронная звезда или черная дыра? А вот что!

Разумеется, пролеты компатного объекта на расстоянии менее нескольких астрономических единиц от Солнца практически полностью разрушают Солнечную систему. В некоторых случаях черная дыра или нейтронная звезда могут захватывать планеты, унося их с собой в качестве своих спутников.

Авторы уверяют, что обнаружили первый линзированный гамма-всплеск. Причем, линзирование произошло на черной дыре с массой несколько десятков тысяч солнечных. На самом деле, тут остается много вопросов. Но результат явно будет обсуждаемым.

С помощью радиоастрометрии авторы уточнили расстояние до известной двойной системы с черной дырой - источника Лебедь Х-1. В результате уточнения расстояния были уточнены и другие параметры системы. В частности, возросла оценка массы черной дыры. Теперь это 19-23 масса Солнца. Много, раньше получалось 14-15 масс Солнца. И это существенно для моделей потери массы массивными звездами (из такой звезды дыра и образовалась).

У этой статьи есть две сопровождающие. В одной в деталях рассматривается проблема звездных ветров (темп потери массы, разумеется, ниже, чем считалось ранее). А во второй - вопрос вращения черной дыры (вращается она быстро - прямо на пределе возможного).

Детально промоделировано слияния нашей Галактики с М31, а также последующее слияние сверхмассивных черных дыр. У авторов получилось, что черные дыры сольются довольно быстро. Однако, полагаю, тут есть еще что улучшать. Масса черной дыры в М31 известна не очень хорошо. Да и все такие расчеты в мелких деталях - это как прогноз погоды.

Собственно, нобелевская лекция Рейнхарда Генцеля про черные дыры. Немного истории и основ. Подробнее (с картинками) - про черную дыру в центре Галактики. В общем, как обычно и выглядитт нобелевская лекция. Всем рекомендуется.

Довольно интересная, хотя с некоторой точки зрения странная, статья.

Посвящена она получению "изображения черной дыры" на Телескопе Горизонта Событий. Все аспекты наблюдений, обработки данных, моделирования, сравнения с ожиданиями и т.д. описаны, иногда с мелкими и сложными техничиескими деталями, но при относительно небольшом объеме статьи объяснения оказываются краткими и не всегда понятными. Тем не менее, везде стоят ссылки - и желающие могут пойти по ссылкам.

Автор - философ. И в конце она стремится выйти на философские выводы: почему мы считаем, что там черная дыра. Т.е., в конечном счете, речь идет о методологии науки, проиллюстрированной на сложном показательном примере.

По прочтении остается некоторое чувство неудовлетворенности, связанное, подозреваю, с тем, что в формат небольшой статьи все не уместилось. Но все равно было интересно прочесть.

Уфффф..... Название на русский пока переведешь.....

Но суть в том, что заявлено об очередном кандидате в черные дыры, обнаруженным самым классическим образом, который обсуждали в середине 20 века еще до эпохи рентгеновской астрономии. Речь идет об обнаружении темных массивных компаньонов у звезд. Присутствие компаньона определяется по вариациям лучевой скорости видимой звезды.

В данном случае интерес связан с тем, что во-первых, кандидат оказывается ближайшим к нам (также было несколько месяцев назад), а во-вторых, и это уже интереснее, его масса примерно три солнечные. Это чуть больше, чем ожидается для нейтронных звезд, но чуть меньше, чем у известных кандидатов в черные дыры. Здесь существует "провал" в распределении компактных объектов по массам. Соответственно, поиски объектов из провала представляют интерес, поскольку должны помочь лучше понять финальные стадии эволюции звезд и механизм коллапса ядра.

Новый рекорд - самый далекий квазар. К тому же у него большая светимость. Это важно, т.к. дает оценку массы черной дыры - 1-2 миллиарда масс Солнца. Учитывая, что вселенной тогда было всего 670 млн лет, это ставит вопросы перед теорией формирования и роста сверхмассивных черных дыр.

Приборы СР сделали уже несколько интересных открытий. Вот еще одно.

Во-первых, это красиво. Ровненькое колечко вокруг источника. Это рентген, рассеянный на пыли. А во-вторых, это важно. Потому что в данном конкретном случае позволяет очень точно измерить расстояние до источника. И тут начинается уточнение всех параметров. Это, в свою очередь, уже существенно для понимания физики дела.

Вращение - второй по значимости параметр для астрофизической черной дыры. Обзор посвящен тому, как он проявляется в наблюдениях.

Наблюдательных проявлений много. Они по-разному заметны в системах разных типов (рентгеновские двойные, активные ядра галактик, сливающиеся черных дыры и т.д.). Все это, вместе с базовой физикой, есть в обзоре.

Полезно и познавательно.

В последние годы несколько раз обнаруживались рентгеновские системы с нейтронными звездами, окруженные остатком сверхновой. Но вот, возможно, впервые обнаружена такая же ситуация для маломассивной системы с черной дырой. Так утверждают авторы.

Также авторы обсуждают возможные эволюционные сценарии, позволившие черной дыре быстро начать аккрецировать вещество компаньона (это требует стадии общей оболочки и кика). Вроде бы все получается, но система все равно должна быть уникальна - всего 2-3 на всю Галактику.

Второй компонент в системе пока не виден. Его обнаружение помогло бы лучше понять, что там происходит.

В Архиве появилось две наблюдательные статьи (вторая arxiv:2009.01075), посвященные событию GW190521. В этом всплеске слились самые массивные из известных черных дыр звездных масс. У одной масса составляла 60-80 солнечных, а у другой 70-105. Суммарная масса 130-170 солнечных.

Сигнал низкочастотный (из-за большой массы), но его увидели все три детектора. Так что результат весьма надежный.

Массы соответствуют довольно интересному диапазону. Про него иногда говорят, как о "промежуточном", то это не те "черные дыры промежуточных масс", которые встречаются в ультрамощных источниках (ULX). Тут - другой промежуток. В этом диапазоне, как обычно получается в моделях, нет звездных остатков, т.к. ядра взрываются без остатка. С этим и связан интерес к всплеску. Теперь люди, занимающиеся моделированием поздних стадий эволюции массивных звезд, бросятся модифицировать модели, чтобы при тех или иных параметрах (вращение, химсостав, магнитные поя, взаимодействие в двойной) получить искомые массы черных дыр.

Телескоп горизонта событий начал наблюдать центральный источник в М87 еще в 2009. Сейчас авторы переобработали данные наблюдений до 2017 г. (и, кстати, сделали видео).

Наблюдения до 2017 г. включали не так много инструментов, да и база была поменьше. Поэтому красивых картинок почти нет. Тем не менее, данные позволяют выявить изменения в морфологии МГД течения вокруг черной дыры. Это все важно для понимания аккреции на сверхмассивные черные дыры.

Совсем короткий, но очень толковый обзор.

Совсем краткое резюме:
1. при слияния нейтронных звезд и черных дыр чаще всего не происходит разрушения НЗ (ремарка: а если и происходит, то часто не возникает достаточно догоживущий диск), поэтому в большинстве случаев будет только гравволновой сигнал.
2. Если разрушение все-таки происходит, то это важно для понимания уравнения состояния НЗ.
3. В расчетах таких слияний есть еще много неисследованных деталей.

Выложена статья с детальным анализом слияния, которое было зарегистрировано в августе прошлого года. В этом событии интересно не столько высокое отношение масс (хотя оно привело к любопытным эффектам для которых сделали красивую визуализацию), сколько масса более легкого объекта. Это тело не зря называют просто "объект". Авторы сильно напирают на то, что непонятно: то ли это легкая черная дыра, то ли массивная нейтронная звезда. И то, и другое интересно. Скорее всего это легкая черная дыра. И тогда это самая легкая из известных черных дыр, что любопытно. В десятках рентгеновских систем с черным дырами мы не видим таких легких объектов. И большинство механизмов формирования черных дыр из звезд стремятся объяснить, почему возникает щель в распределении по массам между нейтронными звездами и черными дырами.

Уже звучат идеи, что это могла быть тройная система, в которой когда-то легкая черная дыра образовалась в результате слияния нейтронной звезды с другим объектом. Ждем множества статей, объясняющих появление такой сливающейся пары.

Конечно, собственно от слияния черных дыр трудно ожидать всплеска электромагнитного излучения. Но народ все равно ищет, и вот, как считают авторы, удалось что-то увидеть.

Согласно идее авторов смысл тут в том, что слияние произошло не в пустоте (или, если угодно, не в нормальной межзвездной среде низкой плотности), а в аккреционном диске вокруг сверхмассивной черной дыры. Согласно некоторым работам в таких дисках можно ожидать формирования тесных пар черных дыр звездных масс.

Исходным источником излучения являются ударные волны, возникающие из-за того, что при "отскоке" черной дыры (гравволны несимметрично уносят импульс) часть газа увлекается ею (его скорость будет сверхзвуковой), и этот газ взаимодействует с окружающим газом в диске. Кроме того, часть газа аккрецирует на черную дыру, что также приводит к излучению.

Существенно, что в принципе гипотезу можно проверить, т.к. спустя примерно полтора года после слияния дыра опыть должна пролететь через диск, и тогда можно будет наблюдать новый оптический транзиент. Ждать осталось недолго.

Эта статья наделала шума в СМИ. Хотя и по странной причине. Открытие подается, как "самая близкая черная дыра", что, во-первых, просто не очевидно, а во-вторых, не в этом интерес.

В начале - важная ремарка. Статья довольно странно выглядит. На мой взгляд, было бы неплохо дождаться независимого подтверждения результата. Но примем, что у авторов все верно.

Итак, в тройной системе HR 6819, видимой невооруженным глазом, наблюдается две звезды и темный объект, являющийся компонентом внутренней двойной. Авторы анализируют весь комплекс данных и приходят к выводу, что масса темного объекта более 4 солнечных.

Расстояние до системы измеряется так себе, потому что звезда-то тройная, т.е., надо аккуратно учитывать, что есть не только параллакс и собственное движение, но и что звезда смещается из-за орбитального движения. В пределах ошибок получается, что это может быть самая близкая известная система с черной дырой (а может и нет, может на втором месте после V616 Mon.

Если это все-таки система с черной дырой, то интерес в основном связан с эволюцией тройной. Но будем ждать новых публикаций. Вот в LB-1 черная дыра рассосалась ....

Уточнив красное смещение квазара MSS J215728.21-360215.1, авторы показывают, что это самый мощный из известных объектов этого типа. Его светимость составляет целых 40% от предельной (Эддингтоновской), а уточненная масса центральной черной дыры составляет 30-40 миллиардов масс Солнца.

Существование такой массивной черной дыры на z=4.7 - отдельная проблема. Чтобы ее создать, надо было начинать с очень массивной "зародышевой" черной дыры. И, к слову сказать, именно это и интересно, а не то что "самый мощный". Но мы знаем, что попадет в новости :).

Коллаборация NANOGrav представила в серии статей результаты очередного этапа работы. Напомню, что речь идет об использовании многолетних высокоточных пульсарных наблюдений для поиска гравитационных волн большой длины. NANOGrav - одна из трех коллабораций, работающих в том направлении.

В данной статье речь идет о поиске гравволн от конкретной системы - двойной черной дыры с орбитальным периодом около года в галактике 3C66B на расстоянии 85 Мпк от нас. Увы, сигнал не обнаружен. Поставлен новый верхний предел. Авторы обсуждают методы наблюдений и обработки данных. Кажется, что все-таки такие проекты сумеют раньше зафиксировать сигнал, чем начнет работу eLISA.

Продолжаются споры вокруг системы LB-1. Авторы изначального заявления, что там находится черная дыра с массой 70 солнечных, продолжают отстаивать свою точку зрения на основе новых наблюдений. В частности, они отрицают возможность того, что система является тройной без наличия черной дыры. Ждем продолжения (в частности, наблюдений и обработки данных других групп).

В последние несколько лет на телескопах VLT в интерферометрическом режиме шли наблюдения центра нашей Галактики: как самой черной дыры (см. свежую работу о наблюдениях вспышек Sgr A* в ИК диапазоне на GRAVITY arxiv:2004.07185), так и ее окрестностей. Ранее я уже писал о нескольких важных (или просто интересных) результаттах, полученных с помощью прибора GRAVITY. Вот еще один.

S2 - одна из самых близких от Sgr A* звезд. Ее орбиту изучают уже более пары десятилетий, и за это время она совершила почти два полных оборота вокруг центральной черной дыры. В частности, пытаются (успешно) обнаруживать различные эффекты ОТО, проявляющиеся в свойствах этой (и других) звезды. Теперь количество измеренных эффектов увеличилось.

Коллаборации GRAVITY удалось зарегистрировать релятивистскую прецессию орбиты S2. Сам эффект хорошо известен и измерен в самых разных системах и ситуациях. Но для движения звезд вокруг сверхмассивной черной дыры такое сделано впервые. Приятно.

Снова пропала звезда. На этот раз - яркая голубая переменная (LBV), т.е. массивная звезда на поздней стадии эволюции. Почему пропала - непонятно. То ли это просто перерыв в активности, и лишь сильно упала светимость звезды, то ли ее ядро сколлапсировало в черную дыру. Конечно, второй вариант интереснее! Начальная масса звезды составляла 85-120 солнечных, так что тихий коллапс - вполне вероятный вариант. Или даже не тихий. Три года за звездой не следили - вполне могла и взорваться.

Если звезда слишком приблизилась к сверхмассивной черной дыре, то может произойти приливный разрыв. Часть газа разрушенной звезды образует сяаккреционный диск вокруг черной дыры, в результате чего возникает мощный источник - ядро становится активным. В отсутствие притока газа источник постепенно - за несколько месяцев, - слабеет. Ядро снова становится "тихим".

Наблюдения приливных разрывов важны, т.к. во-первых, помогают измерять параметры большого количества неактивных черных дыр (массы, темп вращения), а во-вторых, дают возможность узнать о звездном населении в центральных частях галактик.

Подобные транзиентные явления начали обнаруживать в 1990-е с запуском спутника ROSAT, который проводил рентгеновский обзор неба. С тех пор разными инструментами было обнаружено и исследовано множество случаем приливного разрушения звезд. О полученных результатах кратко рассказано в обзоре.

А в основном статья посвящена динамической эволюции звезд в окрестности сверхмассивной черной дыры. Это непосредственно связано с темпом приливного разрушения. В ближайшие несколько лет все это можно будет проверить благодаря данным Спектр-РГ и других обзоров неба.

Все знают, что сейчас в Галактике не образуются звезды с массами более 200 солнечных. Также, многие в курсе, что звезды населения III могли иметь массы в сотни солнечных. Такие объекты должны были порождать черные дыры, которые затем стали "семенами", из которых выросли сверхмассивные черные дырры (подробнее об этом см. сввежий обзор arxiv:2003.10533). Однако расчеты показывают, что из таких "семян" нельзя было к z=7 (чуть менее 1 млрд лет после Большого взрыва) вырастить очень массивные объекты. Тогда что? Значит, надо делать более массивные "семена". Отсюда лишь один шаг до гипотезы существования сверхмассивных звезд в молодой вселенной, которые затем превращались в черные дыры с массами от 100 000 солнечных и выше. Вот это и рассматривается в статье.

"Монолитчность" рассматриваемых объектов связана с их начально й структурой (и, косвенно, с механизмом формирования). Они вознникают "мгновенно" (примером может быть очень быстрое слияние скопления звезд), а не постепенно (например, в результате аккреции). Оказывается, "монолитные" сверхмассивные звезды с массами менее 150 000 масс Солнца успевают пожить около миллиона лет, пережигая водород и гелий в своих недрах. Знначит, потенциально в будущем их можно будет зафиксировать. А вот более массивные объекты коллапсируют очень быстро - через несколько тысяч лет после формирования.

Отметим, что конечно речь идет о приближенных расчетах. Так что в будущем кое-что в нашем понимании функционирования сверхмассивных звезд может измениться.

S62 - звезда с самым коротким орбитальным периодом из известных вокруг нашей сверхмассивной черной дыры. Авторы детально исследуют ее динамику. Получена и новая оценка массы Sgr A* - 4.15+/-0.6 миллионов масс Солнца, находящаяся в прекрасном согласии с предыдущими. Орбита S62 сильно вытянутая (эксцентриситет почти 0.98!): в периботросе скорость звезды достигает 10% световой! Звезда подходит к черной дыре на меньшее расстояние (ближе, чем Уран от Солнца), чем другие известные объекты (215 Шварцшильдовских радиусов). Орбиту удалось построить по данным 16 лет наблюдений. Разумеется, исследования будут продолжены, поскольку можно будет проверять всякие релятивистские эффекты.

Приливные разрушения звезд сверхмассивными черными дырами начали открывать в 1990-е, после запуска спутника ROSAT. С тех пор их количество росло, а вскоре много новых данных даст eROSITA. Соответственно, растет число теоретических исследований в этой области. Авторы представляют серию работ (см. 2001.03502, 2001.03503, 2001.03504), в которых детально рассматривают процесс приливного разрушения. В частности, изучается, как наблюдаемые параметры транзиента, возникающего вследствие разрушения звезды, зависят от масс объектов.

В ноябре появилась статья о массивной (70 масс Солнца) черной дыре в галактической двойной системе. И вот сразу несколько групп жестко критикуют этот результат.

В оригинальной статье авторы использовали изменение лучевой скорости, определенной по линии Аш-альфа, источником которой посчитали диск вокруг черной дыры. В данной заметке критикуется такая интерпретация. Вариацию спектральной детали связывают с процессами во внешних слоях звезды. Переобработка данных дает стандартную массу черной дыры. (см. также статью arxiv:1912.04092

Очередной обзор по черным дырам. Данный отличается тем, что тут густо перемешана физика с астрофизикой. Довольно много формул, которые приводятся без вывода (это не лекции, не учебник), и проясняют дело, если понимать, о чем речь. При этом приведено много феноменологии, иллюстрирующей формулы или ими описываемой. В общем, отличный обзор для тех, кто, скажем, какое-то время назад разбирался в вопросе - и теперь нужен современный апдейт с напоминалками по физическим основам.

Очередной прямой предел на число вспышек, связанных с финальными стадиями испарения черных дыр. Результат получен командой гамма-детектора HAWC. Это наземная установка, регистрирующая вторичные частицы от квантов с энергией 300 ГэВ - 100 ТэВ.

Предел не самый жесткий, зато относится к группе прямых пределов (где нет особых модельных предположений), и среди них он самый лучший.

Большой обзор по возникновению и первоначальному росту сверхмассивных черных дыр. В деталях рассмотрены разные возможности, а также приводятся данные (как наблюдательные, так и моделирование), связанные с разными гипотезами. Работает, видимо, несколько механизмов формирования.

Обзор посвящен черным дырам промежуточных масс, но не ULX! Последним уделеоно лишь две странички. Все остальное место - это про черные дыры в центрах галактик, про "болтающиеся" в гало галактик черные дыры, а также про поиски черных дыр в шаровых скоплениях.

Существенно, что все основные механизмы формирования сверхмассивных предполагают наличие большого числа объектв с массами менее 100 000 солнечных. А найдено их пока совсем немного. Т.е., речь о черных дырах, связанных со сверхмассивными "родственными" связями.

За скромным название, возможно, кроется интересное открытие (статья не зря появилась в Nature). По данным наблюдений лучевой скорости на телескопе LAMOST было показано, что у В-звезды есть темный спутник с массой 55-79 масс Солнца. Очевидно, это черная дыра. Существенно, что у нее большая масса, а образовалась она недавно из звезды нормальной (т.е., довольно высокой) металличности. По данным гравитационно-волновых наблюдений мы знаем, что черные дыры в двойных системах могут быть массивными, но традиционный ответ на вопрос об их происхождении состоит в том, что звезды имели низкую металличность. А тут ....

Теоретики уже пытаются объяснить, как такие черные дыры формируются: arxiv:1911.12357. Идея в уменьшении темпа звездного ветра. Однако и тут есть проблемы. Если одиночную черную дыру такой массы вроде бы можно сделать при солнечной металличности, то вот вопроизвести двойную систему, в которой объект обнаружен - не удается. Так что - загадка (ну и будем ждать уточнения данных, может быть масса несколько завышена).

Небольшой обзор по устройству активных ядер галактик. Описана т.н. Единая модель. Хорошо, что авторы описывают ключевые наблюдения, проливающие свет на различные аспекты модели (свойства важных структурных элементов).

См. также короткий обзор по джетам AGN: arxiv:1911.11777.

В общем-то популярная статья о том, как получали изображение течения вокруг сверхмассивной черной дыры в М87. Понятно (без деталей, но с картинками) описана роль различных инструментов, в первую очередь - ALMA. Очень наглядно видно, что для чего нужно.

Продолжаются дискуссии о том, есть ли в центре шарового скопления М62 черная дыра. Поиски аккрецирующего источника дали верхний предел на массу порядка 1000 солнечных. Однако надо заметить, что такие оценки предполагают знание эффективности аккреции, а тут, увы, есть много вопросов.

В данной статье авторы пытаются выявить распределение массы в скоплении по наблюдениям ускорения радиопульсаров. получается, что в центре есть компактная темная масса пордяка 1200-6000 масс Солнца. Правда, по таким данным невозможно сказать, сформирована ли она одним объектом (черной дырой) или какой-то совокупностью темных компактных остатков.

Если звезда пролетаеи слишком близко от черной дыры (обычно речь идет о сверхмассивных черных дырах в центрах галактик), то приливные силы могут разорвать звезду. Часть вещества образует аккреционный диск вокруг компактного объекта. Зажигается яркий источник. Его блеск постепенно спадает. Такие события наблюдают с 1990-х гг. в рентгеновском диапазоне. Начало было положено благодаря обзорным наблюдениям на спутнике ROSAT. К настоящему моменту обнаружено много таких транзиентных источников.

Процесс приливного разрыва и последующей аккреции достаточно сложен. Поэтому много сил тратится на моделирование этой ситуации. Сейчас, особенно в связи с запуском телескопа еРОЗИТА, такое моделирование становится еще более актуальным. Авторы статьи впервеы используют реалистичную внутреннюю структуру звезды (с учетом состава) для проведения такого моделирования.

Пока авторы представили лишь несколько примеров: звезды с массами 1 и 3 солнечных на разных эволюционных стадиях. В будущем планируется сосздать библиотеку моделей для звезд разных масс и возрастов и для разных параметров черных дыр.

См. также arxiv:1907.05895, где авторы также моделируют приливные разрывы реалистичных звезд.

Самые массивные свермассивные черные дыры встречаются в центральных галактиках скоплений. Так что, в принципе, нет ничего удивительного, что в Holm 15A есть черная дыра большой массы. Однако "количество переходит в качество". 40 миллиардов масс Солнца - это очень много. Правда, оценка массы получена довольно косвенным путем. Авторы исследовали профиль звездной плотности в ядре галактики, сравнивая его с моделями. Но если это все правильно сделано, то поставлен новый рекорд.

Известно много (десятки) двойных сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик. А вот трояняшек - мало. Более того, не сликом-то они и надежны, если говорить об объектах на килопарсековых расстояниях друг от друга. В статье представлено обнаружение очень надежного трио черных дыр на относительно небольшом расстоянии друг от друга. Разумеется, объекты сближаются и через пару миллиардов лет они образуют систему, гравитационно связанных объектов (пока они находятся достаточно далеко друг от друга и их поведение определяется гравитационным потенциалом галактики).

Существует стандартная картина т.н. цилиндрической аккреции, когда аккрецирующий объект с достаточно большой скоростью движется сквозь среду. Впереди возникает ударная волна. Обтекая объект, вещество собирается сзади. Т.о., там формируется избыточная плотность. Гравитационное действие этого сгущения приводит к появлению силы, действующий на аккрецирующий объект. В результате - объект притормаживает. Это называют динамическим трением. Примерно такая же ситуация реализуется и без аккреции. Представьте, что пушечное ядро летит среди гаек. Ядро массивное, траектории гаек отклоняются так, что сзади ядра их будет чуть больше - снова торможение.

Авторы статьи дополняются эту картину в случае движения объекта в сплошной среде. Представим, что от движущегося объекта дует мощный ветер. Тогда все будет наоборот! Сзади он будет оставлять разреженную область (как тоннель в тумане в стихотворении Бродского о погоде в Венето). И мы получим отрицательное динамическое трение!

Такая ситуация может реализовываться, например, в тесных двойных системах на стадии с общей оболочкой, когда идет аккреция вещества на черную дыру со сверхритическим (сверхэддингтоновским) темпом.

С помощью наблюдений на ALMA авторам удалось обнаружить диск относительно холодного газа (10⁴K) вокруг Sgr A* на расстоянии порядка 20000 шварцшильдовских радиусов от черной дыры. Удается определить массу газа, его плотность и ориентацию диска. Этот результат помогает лучше понять динамику течения вещества на черную дыру.

Наконец-то коллаборация Телескопа горизонта событий выложила в Архив шесть статей со своими апрельскими результатами. Пересказывать их уже нет смысла. Но кто не читал статьи - стоит прочесть.

Другие статьи в серии имеют номера вплоть до 11243.

В рамках проекта по получению изображений линзированной фотонной сферы с помощью "Телескопа Горизонта Событий" была проделана огромная работа по численному моделированию. Несколько групп разрабатывали компьютерные коды, которые рассчитывают, как будет выглядет поток вещества вокруг черной дыры при разных параметрах (а параметров много!!!). В данной статье проводится тщательное сравнение результатов расчетов, проделанных разными группами. Основной вывод: научились хорошо считать.

Мы уже увидели изображение фотонной сферы черной дыры в М87. Теперь хотим увидеть нечто аналогичное для черной дыры в нашей Галактике - изображение источника Sagittarius A*. Чтобы радикально улучшить качество изображения, необходимо использовать интерферометры с очень большой базой. Сейчас Телескоп горизонта событий уже размером с Землю. Значит, надо выводить телескопы (хотя бы один) в космос.

В настоящее время есть опыт работы проекта Радиоастрон. Но он работал на недостаточно высокой частоте (сантиметровые волны, а нужны - миллиметровые), чтобы что-то разглядеть в центре Галактики. Сделать проект космического интерферометра на миллиметрах будет технически очень и очень непросто. Однако.....

Однако, что же мы увидим? Ответ - в статье. Проведено детальное численное моделирование того, что нам может показать космический интерферометр на частоте 200-700 ГГц. Причем, предполагается, что сразу несколько телескопов будут работать на орбите. Надо сразу сказать, что до 2040 такой проект точно никто не осуществит.

В Архиве появляется много работ, посвященных гравволнам от тел, обращающихся вокруг сверхмассивных черных дыр в центрах галактик. Рассматриваются и слияния с большим отношением масс (в первую очередь черных дыр звездных масс со сверхмассивными), и динамическая эволюция звездного населения вокруг сверхмассивных черных дыр, и слияния двойных систем, орбиты которых уменьшаются из-за приливного действия. В данной статье рассмотрен случай нашей Галактики. Речь идет не о слияниях, а о гравитационно-волновом сигнале от тел различной массы и природы (бурые и белые карлики, нормальные звезды и нейтронные, черные дыры звездных масс и первычиные), которые находятся на орбитах вокруг Sgr A*. Важным моментом является детальный расчет ожидаемого сигнала в керровской метрике.

Вывод оптимистичный: LISA сможет регистрировать такие сигналы.

В заметке речь в основном идет о сложностях в определении параметра вращения черных дыр по спектральным наблюдениям.

См. также свежую статью с детальным моделирование того, как вращающиеся сверхмассивные черные дыры разрывают звезды своим приливным воздействием: arxiv:1903.09147.

Хороший обзор, посвященный вращению черных дыр. Основной упор сделан на наблюдения, но и физика дела кратко рассказана (на достаточно популярном уровне). Всем рекомендуется.

Авторы скрестили космологическое моделирование с помощью программы Illustris с популяционным синтезом двойных систем. В итоге, они представляют расчеты того, как меняются свойства сливающихся компактных объектов примерно от z=12. Рассчитывается, как меняется спектр масс сливающихся в разные эпохи объектов. Интересным выводом является довольно слабая зависимость спектра масс сливающихся объектов от эпохи (т.е., от красного смещения).

Авторы дают новые ограничения на количество первичных черных дыр по данным по микролинзированию. Особенно жесткие пределы даны для диапазона масс от одной миллионной до одной тысячной массы Солнца. Однако также авторы показывают, что шесть ультракоротких события, зарегистрированных OGLE, могут быть связаны как раз черными дырами земной массы. Это не противоречило бы ряду оценок (черные дыры отвечали бы всего за 1% темного вещества). Правда, объяснение этих событий просто свободно летающими планетами (которых в Галактике должны быть многие миллиарды) выглядит естественнее.

См. также arxiv:1901.07803, где рассматриваются ограничения на число первичных черных дыр, их возможный вклад в темное вещество, а также их роль в формировании структуры.

Авторы представляют простой численный метод для быстрой визуализации слияний прецессирующих черных дыр. Такая штуковина очень актуальна в связи с грядущими наблюдениями на LIGO/VIRGO, а потом и на KAGRA (график наблюдений можно посмотреть по ссылке).

Авторы используют данные упрощенных вычислений, проверенных и прокалиброванных по гораздо более детальным, чтобы визуализовать стадии, предшествующие слиянию. Точности достаточно для иллюстрации основных эффектов. Очень интересно!

Сами визуализации можно посмотреть на сайте.

См. также arxiv:1811.08369, где описано новое моделирование аккреционных потоков вокруг сверхмассивных черных дыр с отличной визуализацией.

Как известно, ядра массивных звезд в конце их эволюции в основном коллапсируют. Если коллапс останавливается - вспыхивает сверхновая. А если нет? Традиционно считается, что в таком случае образуется черная дыра и мы не видим никакого яркого транзиента в оптике. Авторы показывают, что может быть и иначе.

Хотя, конечно, никакой сверхновой не будет, т.е. не будет огромного энерговыделения в нейтрино и большой закачки энергии в расширение оболочки, тем не менее, можно создать яркую оптическую вспышку. Это возможно благодаря появления аккреционного диска вокруг новорожденной черной дыры.

Для образования диска, надо, чтобы у падающего вещества был большой момент импульса (угловой момент). Если мы имеем дело с практически не вращающимся сверхгигантом (такие звезды быстро теряют момент импульса за счет звездного ветра), то, казалось бы, ничего не выйдет. Но нет! Авторы представляют и оценки, и результаты моделирования, демонстрирующие, что конвекция во внешних частях звезды обеспечивает достаточный момент для формирования диска. Авторы даже приводят небольшой список известных транзиентов, которые могут найти объяснение в рамках такой схемы.

Рассуждение применимо и к случаю, когда все-таки образуется протонейтронная звезда (затем коллапсирующая в черную дыру), т.е. есть энерговыделение в виде нейтрино, но не хватает энергии, переданной оболочке, чтобы создать нормальную сверхновую, а потмоу для появления ярркого оптического транзиента необходим дополнительный механизм - аккреционный диск вокруг черной дыры. Собственно, на такой ситуации авторы и концентрируют свое внимание.

Представлены полные результаты наблюдений гравволн во время первого (сентябрь 2015 - январь 2016) и второго (ноябрь 2016 - август 2017) сеансов научных наблюдений на LIGO и VIRGO.

За это время зарегистрировано десять (!) слияний двойных черных дыр и одно слияние нейтронных звезд.

Данные доступны в сети.

См. также статью arxiv:1811.12940, где речь идет о данных по популяции двойных черных дыр, полученных на основе наблюдений на LIGO и VIRGO.

Напомню,ч то всякие пресс-релизы и красивые картинки можно искать на сайте LIGO.

Ждем февраля 2019 г., когда должны начаться новые наблюдения на более высокой чувствительности.

Очередная попытка разобраться с происхождением термина "черная дыра". На этот раз все возводится к Дикке и тюрьме "Черная дыра" в Калькутте.

Наблюдения проводились на инструменте GRAVITY. Используются все 4 телескопа VLT в режиме интерферометра. Когда происходят вспышки SgrA*, то из-за возросшей яркости источника наблюдения можно провести быстро - за несколько минут. Это и позволило получить интересный результат.

Наблюдалось три яркие вспышки, каждая из которых длилась около часа. Было обнаружено смещение центроида изображения. Это означает, что яркая излучающая область движется вокруг черной дыры. Скорость движения соответствует 0.3 скорости света. Т.о., это соответствует вращения в области последней устойчивой орбиты (чуть больше, если направление вращение вещества совпадает с направлением вращения дыры, и чуть меньше в противоположном случае).

Авторы рассматривают, какими будут отличия изображений аккрецирующих черной дыры и бозонной звезды. Основное возможное приложение - наблюдения Sgr A* с помощью "Телескопа горизонта событий".

Результат состоит в том, что должны быть заметные отличия. правда, только в условиях, когда межзвездная среда в центре Галактики не сильно мешает наблюдать. Так что продолжаем ждать результатов обработки сета наблюдений Телескопа горизонта событий.

Подробный понятный обзор по черным дырам звездных масс. Зачин связан с регистрацией гравитационно-волновых сигналов. А дальше автор дает традиционную сводку наблюдательных данных, возможных механизмов формирования, особенностей дальнейшей эволюции и т.п.

Что есть черная дыра? Вопрос довольно интересный, т.к. есть несколько подходов к ответу. Мне нравится говорить, что два основных подхода это астрофизический и физический. Первый сводится к тому "как выглядит", второй - "как устроена". С астррофизической точки зрения черные дыры есть. С физической - мы не знаем, как они устроены. А потому начинаются дискуссии и тп. Этому и посвящена статья.

В основном речь идет о разных определениях в рамках того, что я называю "физическим" подходом. В разных областях физики и математики исследователи концентрируются на разных особенностях черных дыр. Все это довольно интересно. Но подчеркну, что на мой взгляд, разумнее говорить, что черные дыры существуют, а обсуждать можно их устройство. И в этом смысле истинную реализацию будет в итоге правильно назвать именно "черной дырой". Так что пока преждевременно пытаться дать четкое определение черной дыры в рамках физического подхода.

Не очень маленький обзор, причем для специалистов (хотя бы в очень родственных областях). Тем не меннее, кое-что можно понять.

В петлевой квантовой гравитации черные дыры приобретают ряд интересных особенностей, о которых и идет речь. В последние несколько лет в этой области (с теоретической точки зрения, разумеется) были получены новые интересные результаты. Существенно, что авторы обсуждают, как в реалистичных наблюдениях можно увидеть эти характерные черты, не свойственные другим теориям гравитации. Самое лучшее, конечно, увидеть испарение черных дыр. Даже спектр излучения в модели петлевой квантовой гравитации отличается от классичеческого хокинговского. Так что, поиск вспышек, связанных с последними мгновениями жизни черных дыр имеет большое значение. Кроме того, авторы обсуждают возможную связь черных дыр с темным веществом, а также то, как гравитационно-волновые наблюдения могут помочь увидеть эффекты петлевой квантовой гравитации.

В Архиве выкладываются главы сборника, посвященного появлнию первых черных дыр. Данная статья является введением. Начинается все с истории, затем постепенно разворачивается в обзор совеременной астрофизики черных дыр.

Другие главы (их можно все найти, задав в поиске в разделе comments название книги "Formation of the First Black Holes") посвящены самым разным аспектам появления и эволюции черных дыр.

Речь идет о многолетних наблюдениях звезды S2, вращающейся на эллиптической орбите вблизи центральной сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. Были получены детальные спектры, с очень точным измерением положения спектральных линий. По мере движения линии сдвигаются из-за эффекта Доплерра (классического), релятивистского эффекта доплера и гравитационного красного смещения. Авторам удалось с достоверностью 9-10 сигма показать, что измеренные параметры не объясняются без учета релятивистских (СТО, ОТО) поправок.

Обнаружена необычная двойная звездная система. Это красный гигант в паре с массивным компактным спутником, скорее всего черной дырой. Система широкая - орбитальный период 83 дня, - и не взаимодействующая. Орбита почти круговая. Присутствие массивного спутника выявлено по данным о скорости и ускорении оптической звезды. При этом свойства самого красного гиганта тоже вызывают вопросы: не все его параметры вписываются в спокойную эволюцию в невзаимодействующей системе.

Пока, как представляется, данных по системе не хватает. Параметры нужно еще уточнять. Но если это в самом деле красный гигант с черной дырой на широкой круговой орбите, то такая комбинация ставит интересные вопросы касательно эволюции системы. Возможно, когда-то это была тройная система, возможны другие интересные варианты.

Практически это книга. Основная тема - перспективные исследования гравитационных волн от черных дыр. Первые страниц 70 - введение, которое будет интересно очень широкому кругу читателей. Затем идут более специальные вопросы, такие как моделирование излучения гравитационных волн сливающимися черными дырами. В третьей части обсуждается, как рассматриваемые проблемы связаны с некоторыми фундаментальными вопросами. Т.е., как изучение черных дыр и гравволн может помочь выйти за рамки стандартных моделей.

По результатам обработки архивных данных XMM-Newton и Chandra обнаружено событие приливного разрыва звезды черной дырой. Оценки массы дары дают десятки тысяч солнечных масс. Интересно, что дыра не находится в центре галактики, а располагается, по всей видимости, в массивном звездном скоплении в 12.5 кпк от центра большой линзовидной галактики. Разглядеть его как следует не удается. То ли это шаровое скопление, то ли (скорее) разрушенная галактика-спутник. Тогда открытие уже не так интересно.

Очередной обзор по теме. Но этот как-то привлек мое внимание. В нем хорошо суммированы основные достижения и задачи.

В частности, авторы довольно подробно (но на словах) разбирают эволюцию звезд, приводящую к слияниям. А также обсуждают ключевые нерешенные проблемы в этой области (например, связанные с вращением черных дыр).

Черные дыры в двойных системах проявляют себя как радиоисточники. Поэтому радионаблюдения на новых крупных установках могут быть очень полезны для выявления таких источников.

Новой установкой должен стать инструмент ngVLA - VLA нового поколения. Это система из пары сотен 18-метровых антенн, раскиданных по большой площади и работающих, как единый интерферометр. Решение о создании этой системы телескопов стоимостью полтора миллиарда долларов пока не принято. Ожидается, что жребий будет брошен в 2024 г., и если проект одобрят, то его создание завершится в 2034.

Авторы полагают, что они смогут открыть около 100 черных дыр в тесных двойных в 10-градусном обзоре области галактического центра. Благодаря большой базе (расстоянию между антеннами) можно будет астрометрическим методом - по собственному движению, - отличить галактические источники от внегалактических (активных ядер галактик). Массовое определение собственных движений для таких систем должно позволить сильно продвинуться в понимании того, какую дополнительную скорость (кик) приобретают черные дыры в процессе своего образования.

Заголовок я перевел коряво, но работа интересная.

Используя гравитационное линзирование авторы попытались определить массу сверхмассивной черной дыры в центральной галактике скопления MACS J1149.5+2223 на z=0.54. Линзируется далекая (z~1.5) галактика. Все удалось, масса черной дыры составляет несколько миллиардов солнечных, как и предполагалось. Но вот что интересно. Дыра смещена относительно центра галактики более чем на 4 кпк! Это могло произойти из-за "отдачи" (эффект гравитационно-волновой ракеты, см. также тут и видео здесь) при слиянии с другой дырой, произошедшем 30 млн лет назад. Правда, не исключено, что данные можно объяснить и иначе. Возможно, линзирует не черная дыра, а очень компактная поглощаемая галактика. Но это маловероятно, т.к. не видно возмущений, которые должны вызываться из-за присутствия галактики.

См. также другую работу другой группы по другой "отскочившей" черной дыре: arxiv:1805.05251 В данном случае активное ядро галактики меняет свой спектральный тип. Авторы полагают, что это происходит с периодом 29 лет и связано с периодическим движением черной дыры в потенциале галактики. Соответственно, делаются предсказания, которые позволят проверить эту гипотезу.

А также arxiv:1805.05860, где изучается кандидат в "отскочившие" черные дыры в квазаре 3C 186. Новые данные находятся в хорошем соответствии с гипотезой об "отскоке".

Пока мы все ждем обработки данных наблюдений Sgr A* на Телескопе Горизонта Событий (EHT), авторы переобработали и представили данные наблюдений 2013 года. Использовалось несколько антенн от Гавайев до Чили (собственно, все эти антенны входят в EHT). Удалось добраться до масштаба 30 микросекунд дуги (это 0.3 а.е. на расстоянии 8 кпк, и это примерно 3 шварцшильдовских радиуса) и разглядеть там структуру. На данный момент это рекорд. Правда, не очень понятно, с чем связана обнаруженная структура (диск, джеты или что-то еще).....

Интересная популярная статья о том, как и какими могут (и будут) видны черные дыры. Начинается все с первых численных расчетов облика аккреционного диска вокруг черной дыры, которые сделал автор статьи еще 40 лет назад. Затем показаны современные расчеты (и еще раз описано, тчо не так в Интерстелларе, где Нолан, чтобы не путать зррителей, упростил картину). После этого обсуждается гравитационное линзирование одиночной черной дырой без диска. И, наконец, мы приходим к одному из главных ожиданий года: тени черной дыры.

Около года назад были проведены наблюдения черной дыры в центре нашей Галактике и дыры в М87 с помощью Телескопа горизонта событий. Ожидается, что в этом году будут представлены результаты. Если среда на луче зрения не размоет картинку, то мы впервые можем увидеть вожделенную "тень черной дыры".

Авторы проводят популяционный синтез двойных систем с целью оценить количество пар пульсар-черная дыра. Темп рождения пар черная дыра - нейтронная звезда получается порядка 1-10 за миллион лет. Т.е., в Галактике их 10-100 тысяч. Но, конечно, не все пульсары активны (тем более, что в такой ситуации трудно получить миллисекундный пульсар). В итоге, у нас всего 3-80 пар пульсар-черная дыра. Новый радиотелескоп FAST сможет увидеть около 10% таких систем. Т.о., если удача не улыбнется, то придется ждать SKA.

Небольшой практически популярный обзор по гравитационно-волновой астрономии, в котором кратко четко и ясно изложены основные достижения и планы.

Большой обзор по рентгеновским двойным. В основном представлена феноменология.

Обнаружение испарения черных дыр было бы выдающимся открытием. Уже несколько десятилетий ведутся активные поиски каких бы то ни было сигналов, связанных с этим. В первую очередь речь идет о вспышках, связанных с финальным этапом испарения черной дыры, а также о гамма-фоне или избытке античастиц, также возникающих в результате хокинговского процесса. В данной статье использован другой подход.

Авторы проводили наблюдения на Ферми. Этот аппарат наиболее чувствителен к излучению черных дыр за несколько месяцев до полного испарения. В этом случае источники должны быть довольно близкими - 0.03 пк. Значит, в данных Ферми у них, во-первых, будет заметное смещение. А во-вторых, поскольку масса черной дыры на этой стадии заметно уменьшается, у источников будут известным образом эволюционировать спектр и светимость. Авторы искали в данных Ферми такие источники - и не нашли. Это позволяет поставить новый предел на плотность первичных черных дыр в наших окрестностях. Он не сильно лучше пределов, полученных другими методами. Тем не менее, результат любопытный.

В совсем небольшом обзоре перечислены основные современные взгляды на происхождение пузырей Ферми - гигантских образований в центральной части нашей Галактики.

В глобальной истории звездообразования и формирования галактик есть несколько нерешенных вопросов (о большинстве из них, чатсо в довольно ехидной форме, можно прочесть в недавней книге Ольги Сильченко "Происхождение и эволюция галактик"). Один из комплексов таких вопросов связан с массивными галактиками. Есть мнение, что звездообразование в них могло "выключаться" из-за активности черных дыр. Но прямых свидетельств в пользу этого довольно мало (хотя важно,что они есть!). В данной статье авторы представляют, как мне кажется, еще одно косвенное свидетельство. Они показывают, что история звездообразования была систематически разной в галактиках с очень массивными и более легкими черными дырами. Звездообразование раньше выключалось в галактиках с более массивными черными дырами.

Обзор не такой уж и краткий, хотя чистого текста и правда лишь 10 страниц. Автор обозревает достаточно широкое поле (не ограничиваясь лишь ультрамощными источниками, как можно подумать). Кроме того, впечатляет большой список литературы - почти три сотни наименований!

Представлен каталог жестких рентгеновских источников по данным Swift-BAT за почти что 9 лет работы. В каталог попало более 1600 объектов. В основном это активные ядра галактик разных типов, а также аккрецирующие тесные двойные системы с компактными объектами. Также присутствуют пульсары, и есть заметное количество неотождествленных источников. Сам каталог можно найти здесь.

В небольшом обзоре рассказывается, как с помощью радионаблюданий пытались пытаются и будут пытаться получать изображения непосредственных окрестностей черных дыр. В частности, обсуждается строительство новых телескопов в Африке, а также новые космические проекты, которые, участвуя в совместных наблюдениях вместе с другими инструментами, смогут внести важный вклад в построение изображения "тени черной дыры".

Первые 6 страниц, как обычно, списки автров и их мест работы. Как отмечают коллеги, это первое заявление об очередном гравитационно-волновом сигнале без пресс-конференции. Т.е., это тоже важный момент.

LIGO в июне зарегистрировали слияние от пары черных дыр с массами 12 и 7 солнечных масс. Расстояние до пары - 340 Мпк. Существенно, что у объектов нормальные чернодырные массы.

Название в полной мере все отражает. Это действительно довольно компактный обзор, вполне всем доступный (и с картинками). А темой его является астрофизика черных дыр и некоторые связанные физические вопросы (но именно в приложении к).

Кратко рассмотрены аккреционные диски вокруг черных дыр и их спектры, а также то, как изучают области диска с наиболее сильной гравитацией (вблизи черной дыры).

Авторы обсуждают, как будущие гравитационно-волновые наблюдения будут позволять проверять разные альтернативные модели устройства черных дыр, подбираясь все ближе и ближе к горизонту. Повышение чувствительности позволит видет после основного всплеска более слабые сигналы, которые дают информацию об областях порядка размера горизонта (и глубже, если реализуются соответствующие альтерантивы). В общем, авторы полагают, что уже гравитационно-волновые детекторы следующего поколения смогут проверить некоторые популярные на сегодняшний день альтернативы.

Наконец-то все три детектора (два LIGO и VIRGO) одновременно увидели слияние. Не удивительно, что то снова довольно массивные черные дыры (25 и 30 масс Солнца. Слияние произошло в 540 МПк от нас. Важно, что VIRGO теперь вместе с остальными. Это позволяет не только точнее определять направление на источник (десятки квадратных градусов вместо сотен), но и дает возможность изучать поляризацию гравитационного излучения. Это важно для проверки теорий гравитации. ПОка все в прекрасном соответствии с ОТО.

Ждем теперь анонса слияний с участием нейтронных звезд (а детекторы пока на апгрейде).

Авторы моделируют один из возможных сценариев образования массивных (тысячи масс Солнца) черных дыр уже на z~15 при образовании первых звезд.

Собственно, наличие высокоскоростных потоков газа приводит к тому, что растущая протозвезда населения III наращивает массу (у авторов получилось 34000 солнечных масс). Разумеется, такая штуковина довольно быстро коллапсирует, порождая массивную черную дыру.

Статья прошлогодняя, но в Архиве ее не было.

По данным наблюдений на NuSTAR впервые удалось увидеть пару активных ядер галактик на энергиях выше 10 кэВ. Речь идет о двух сливающихся галактиках. В такой ситуации нередко запускается ядерная активность. Между центрами галактик примерно 25 кпк. Авторы полагают, что NuSTAR (а в будущем другие, подобные ему инструменты) смогут внести вклад в обнаружении новых аналогичных пар, т.к. на низких энергиях разрешить пару близких АЯГ часто мешает бурное звездообразование в сливающихся галактиках.

Длинные гравитационные волны (с периодом от недель до лет) еще долго не удастся поймать напрямую. Но примерно 40 лет назад был придуман способ обнаружить их косвенно. Для этого нужно мониторить несколько (лучше - больше) радиопульсаров (лучше миллисекундных) в разных частях неба. Если через нас идет гравволна, то времена прихода импульсов пульсаров будут определенным образом изменяться. Т.к. характер изменения можно предсказать заранее, то такой сигнал можно выделить. Сейчас работает три группы наблюдателей (Австралия, Европа, США) по поиску гравволн. Есть основания думать, что в ближайшие годы (т.е., еще до запуска LISA) удастся увидеть сигнал (волны с периодом несколько лет). Вероятнее всего это будут не всплески от слияний, и не сигнал от конкретной пары объектов, а фоновый гравитационно-волновой шум. Его источником должны быть сверхмассивные черные дыры. Однако возможно, что придется ждать, когда в строй вступят новые телескопы, а потом надо будет несколько лет наблюдений. Так что, если природа будет неблагосклонна к наблюдателям, то открытие может отложиться примерно до 2030 г. В статье дается краткий обзор и самой методики, и техники наблюдений, и полученных результатов, и планов.

Авторы подробно обсуждают, как мы можем аргументировать, что наблюдаемые кандидаты в черные дыры - этов самом деле черные дыры. Кроме того, рассматриваются всякие альтернативы. Суммируя одно с другим, авторы рассматривают, как можно отбрасывать некоторые из альтернатив с уже имеющимися данными.

Изложение не всегда популярное. Скорее оно "для младших научных сотрудников". В том мысле, что все будет понятно всем физикам.

Формально, доказать "истинную чернодырность" объекта трудно. Даже аналоги хокинговского излучения воспроизводятся в некоторых альтернативах. Авторы полагают, что в обозримом будущем (десятилетия) пресказуемый прогресс может быть достигнут благодаря новым детекторам гравитационных волн. Но, в принципе, это также на дает полной гарантии.

Большой подробный обзор по активным ядрам галактик.

Речь идет в основном о наблюдениях, и обзор структурирован по диапазонам спектра (в начале рассказывается о радионаблюдениях, потом - об ИК, и т.д. до гамма). Но начинается все с большой таблицы, в которой собраны все основные наименования типов активных ядер, и рисунка, на котором показаны характерные спектры различных составных частей активного ядра: диска, короны, тора, джета. Помогает уложить в голове большое разнообразие типов активных ядер.

А вот и сама статья с описание наблюдений гравитационно-волнового всплеска. Событие произошло 4 января этого года. В результате слияния получилась черная дыра с массой около 50 солнечных. Интригующей возможностью является то, что в пределах ошибок до слияния черные дыры вращались в разные стороны. Это необычно и интересно. Как раз недавно Постнов и Куранов опубликовали статью, в которой рассматриваются сценарии эволюции двойных систем, приводящие к такой ситуации.

Авторы анализирую поведение миллисекундного пульсара PSR B1820-30A в шаровом скоплении NGC 6624. Пульсар находится вблизи центра скопления и входит в двойную систему. Для параметров двойной получено два решения. Одно довольно обычно, и авторы имеют основания полагать, что оно менее вероятно. А вот второе - очень интересно. Получается, что пульсар вращается вокруг черной дыры с массой 7500 солнечных, находящейся в центре скопления. Разумеется, результат нуждается в подтверждении. Тем не менее - очень интересная возможность. Напомню, что пока нет надежного отождествления центральных черных дыр в шаровых скоплениях.

Авторы рассматривают существующие ограничения на количество первичных черных дыр, используя различные функции масс этих объектов. С учетом всех возможных ограничений получается, что около 10% темного вещества можно было бы объяснить первичными черными дырами.

С помощью наблюдения на VLA авторы обнаружили радиотранзиент вблизи центра радиогалактики Лебедь А. Источник за несколько лет набрал высокую светимость и сейчас является стабильным. Наблюдения на VLBA дают верхнее ограничение на размер источника 4 пк. Обсуждаются различные гипотезы. Например, необычная сверхновая (поскольку наблюдаемые параметры в радио соответствуют этому типу объектов, хотя собственно вспышки не наблюдалось). Но сами авторы считают, что речь идет о двойном ядре галактики. Т.е., это вторая черная дыра.

В обзоре суммированны данные в пользу существования черных дыр с массами от сотни до сотен тысяч солнечных. Также обсуждаются механизмы формирования таких объектов.

Рисунок 1 в статье очень хорош (обязательно утащу к себе в лекции).

Замечу. что речь идет не только об ультрамощных рентгеновских источниках (ULX), но и о центральных черных дырах в карликовых галактиках.

Авторы показывают, что современные наблюдения (Pan-STARRS1 3pi survey) дают новые серьезные ограничения на альтернативы черным дырам.

Если бы вместо сверхмассивных черных дыр существовали бы объекты с поверхностью, то после приливного разрыва звезд мы бы наблюдали мощное продолжительное излучение из-за выпадения вещества на поверхность. А этого нет.

Авторы ставят предел на уровне 10^{-4.4} от радиуса Шварцшильда. Т.е., гипотетическое тело не может выстыпать над горизонтом на большую величину. Также авторы полагают, что будущие наблюдения на LSST могут довести этот предел до одной миллионной.

Кажется, что предел немного модельно-зависим. Но, с другой стороны, ясно, что это работает, и работает все-таки хорошо.

Очень хорошее введение в основы физики, необходимые для начала изучения релятивистской астрофизики. Студентам - самое оно. СТО, ОТО (самые основы), механизмы излучения, аккреция, черные дыры. И т.д.

Большая дискуссия на тему "есть ли черные дыры". В основе лежат разнообразнные данные по Sgr A*. Философско-логические части кажутся надуманными и неинтересными. А вот набор астрофизических фактов в пользу существования черных дыр, и обсждение их трактовок - это интересно.

Большой обзор, посвященный данным наблюдений ультрамощных рентгеновских источников. С появлением данных о когеретных пульсациях излучения этих объектов ситуация стала совсем запутанной. Авторы обсуждают и модели, позволяющие описать данный тип источников. Кроме того, рассмотрена возможная роль ULX в молодой вселенной.

Очередная статья об очередном "обнаружении" черной дыры промежуточной массы в шаровом скоплении. На этот раз оценки массы делались по наблюдениям пульсаров. Кажется, все предыдущие "открытия" не получали надежного подтверждения. Посмотрим, что будет в этот раз.

Авторы находят остроумный способ сделать черную дыру без сингулярности. Но для этого, конечно, нужно чем-то дополнить ОТО. В данном случае авторы дополняют ее идеей о предельной кривизне и рассматривают поведение объекта, падающего в черную дыру при таких условиях.

См. также статью arxiv:1612.05860, где сходный подход применяется авторами к космологии с отскоком.

Большущий обзор по релятивистским струйным истечениям от черных дыр разных масс: от звездных (микроквазары) до сверхмассивных (АЯГ). Особое внимание уделено магнитным полям и ускорению частиц в джетах. А начинается все с самых основ, что удобно и студентам.

Снова загадочные вспышки. На этот раз в рентгеновском диапазоне. Менее чем за минуту светимость достигает примерно 10⁴⁰ эрг/с, а потом спадает с характерным временем около часа. По всей видимости, это двойные системы с нейтронными звездами или черными дырами. Обнаружили их в карликовых спутниках близких эллиптических галактик. Вероятно, источники находятся в шаровых скоплениях. Т.е., там должно быть старое население (никаких магнитаров и тп.). Ничего подобного ранее не видели.

Некоторое время назад появилась статья, в которой авторы впервые смогли увидеть исчезновение массивного гиганта без сверхновой. Это предсказанное явление, связанное с формированием черной дыры. При этом не происходит отскок в результате коллапса ядра - нет и мощного энерговыделения. Для подтверждения результата были проведены наблюдения на Большом бинокулярном телескопе. Выводы первой работы подтверждаются. Так что, видимо, в самом деле впервые увидели, как образуется черная дыра.

Представлены детальные наблюдения мощного оптического транзиента. В начале думали, что это может быть необычная мощная сверхновая (светимость превосходила бы любую известную сверхновую в пару раз). Авторы показывают, что есть объяснение получше.

Это может быть приливной разрыв звезды с примерно солнечными параметрами сверхмассивной черной дырой с массой в сотни миллионов солнечных. Существенно, что дыра должна быстро вращаться. Это позволит разорвать звезду вблизи горизонта и сформировать видимый поток вещества.

Чтобы прийти к такому выводу понадобился почти год мониторинга с получением спектров. Наблюдений проводились в том числе на КОсмическом телескопе и рентгеновских спутниках.

Также аргументов против сверхновой является то, что событие произошло в массивной красной галактике с очень низким темпом звездообразования. Типичный возраст звезд в ней 3-6 миллиардов лет. Т.е., сверхновых с коллапсом ядра там должно быть очень-очень мало. При этом событие произошло точно в центре Галактики (погрешность менее 300 пк).

Автор разбирает некоторые особенности обмена сигналами при падении в черную дыру.

Авторы исследуют тесную двойную систему GS 1354-645 с черной дырой. Моделирование показало, что у черной дыры может быть очень большой спин: a=0.998_-0.009.

Это кажется важным.

Авторы уточняют массу сверхмассивной черной дыры в центре Галактики. С массой все ОК - стало еще ближе к сакраментальным 4 миллионам масс Солнца. А вот с расстоянием- интересно.

Хотя все-таки стандартные 8 кпк попадают в одну сигма, но все-таки центральное значение 7.86. И почти в два сигма попадает 7.5 кпк.

Как и было обещано, проведен более детальный анализ всплеска GW150914. Дело в том, что для оценки параметров события (и участвующих в нем тел) используются предварительно проведенные расчеты. Было посчитано около 250000 моделей слияния (для нейтронных звезд и черных дыр, с разными массами, вращением и ориентацией осей вращения). Но, разумеется, все эти модели нельзя было просчитать с максимально доступной точностью - никаких суперкомпьютеров не хватит. Теперь же, когда примерно известны параметры слившихся черных дыр, можно было с помощью очень детальных (а потому долгих) расчетов изучить соответствующую область параметров.

В результате уточнены массы сливающихся дыр, параметры их вращения и тп. Массы дыр: 35 и 30 солнечных (неопределенность слегка уменьшилась). Спины черных дыр оцениватся как <0.65 (для более тяжелой) и <0.75.

Впервые опубликована картинка (которую показывали на семинарах и конференциях, и много обсуждали), на которой видно, что с большой вероятностью оси вращения черных дыр были существенно наклонены друг в другу (и к плоскости орбиты) перед слиянием. Это довольно необычно, и заставляет задуматься об эволюции двойной до слияния. Однако авторы указывают, что неопределенность тут слишком велика (с другой стороны, это они в статье так осторожничают. В разговорах все указывают на то, что это серьезная вещь).

Для общего введения см. статью на сайте Астронет.

Также см. arxiv:1606.01262.

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

Понятно и подробно рассмотрено, как с помощью наблюдений радиопульсаров можно изучать фунадментальную физику. Кроме стандартных проверок теорий гравитации и детектирования гравитационных волн рассматривается изменение фундаментальных констант, уравнение состояние сверхплотного вещества и изучение черных дыр. Но в основном, конечно, гравитация.

Авторы обнаружили активную сверхмассивную черную дыру в сильно ободранной галактике. Она находится вблизи массивной галактики в центре скопления, которая, очевидно, и повлияла своим приливом на галактику с черной дырой. Галактика слишком маленькая и легкая для своей черной дыры, что и позволяет авторам говорить о "почти голой" сверхмассивной черной дыре.

Объявлено еще об одной регистрации слияния. Т.о., это третий хороший сигнал (в феврале было объявлено также о сигнале LVT151012. Он имеет не столь большую значимость, но в коллаборации LIGO его считают вполне надежным).

НА этот раз на расстоянии около 1.4 миллиарда св. лет слились две дыры с массами 14 и 8 солнечных. Получилась дыра с массой 21 солнечных. Масса солнца ушла в гравитационное излучение. СОбытие наблюдалось 26 декабря 2015 г. В этот раз было обработано уже почти 49 дней чистого времени одновременных наблюдений на двух детекторах LIGO.

См. также arxiv:1606.04856.

Неплохое введение и подведение итогов по первому гравитационно-волновому всплеску. Статья хорошо расписывает и суммирует, что мы узнали, благодаря первому событию. Скажем, для проверки альтернативных теорий гравитации, в которых лишь гравволны заметно отличаются от предсказаний ОТО, это дало немного, а вот для скорости гравитации и существования черных дыр - уже больше.

Мне очень понравился стиль статьи. Он и достаточно строгий, и понятный, не перегруженный сложными формулами. Для непрофильного астронома или физика - самое оно.

Авторы исследовали источник VLA J213002.08+120904, также известный как M15 S2. Второе обозначение говорит о том, что полагали, будто он находится в шаровой скоплении М15. Однако новые наблюдения говорят о другом. Это источник, находящийся в нашей Галактике, ближе чем скопление (на расстоянии 2-3 кпк он нас). Анализ показал, что это, скорее всего, аккрецирующая черная дыра в спокойном состояниив двойной системе с маломассивным компонентом. Если это так, то число таких объектов может быть велико, поскольку их трудно обнаруживать (строго говоря, VLA J213002.08+120904 - первый объект такого типа).

Рассмотрены основные вопросы, связанные с образованием сверхмассивных черных дыр, стоящие перед учеными в настоящее время, а также возможные сценарии, решающие имеющиеся проблемы. Таковых сценариев три: первые звезды, коллапс облаков газа, динамическая эволюция плотных скоплений звезд в ядрах галактик.

Авторы исследовали галактику NGC 1600. Это эллиптическая галактика, не входящая в богатое скопление. Она находится в 64 мегапарсеках от нас в относительно небольшой группе галактик. В центре этой галактики была обнаружена сверхмассивная черная дыра с массой 17 миллиардов солнечных. Это много (хотя и не рекорд). Интересно то, что обычно столь массивные черные дыры встречаются в галактиках, находящихся в центрах богатых скоплений. Возможно, в прошлом ядро NGC 1600 было ярким квазаром.

Используя систему телескопов ALMA, авторы изучали джет активного ядра PKS 1830-211. Наблюдения позволили измерить меру вращения, а это, в свою очередь, дает оценку величины магнитного поля. Получается, что на расстоянии около 0.01 парсека от черной дыры поле составляет как минимум десятки гаусс.

Первые звезды могли быть очень массивными. ПОэтому они могли порождать черные дыры с массами до 200 солнечных. Соответственно, слияния пар таких черных дыр могут быть видны с больших расстояний как гравитационно-волновые всплески. Авторы детально рассматривают это и приходят к следующим выводам. Во-первых, после выхода на окончательную чувствительность aLIGO и adVIRGO будут видеть такие слияния примерно раз в год. А во-вторых, всплеск GW150914 с вероятностью 1% является слиянием черных дыр самого первого поколения.

Проанализировав данные спутника Ферми, авторы показывают, что в Туманности Андромеды есть аналог структуры, которую в нашей Галактике мы называем "Пузыри Ферми" (Fermi bubbles). Появление такой структуры можно связать или с активностью (прошлой) черной дыры, или со вспышкой звездообразования.

Сразу подчеркну, что это лишь кандидаты (поэтому и статья в MNRAS, а не в Nature). На основе численного моделирования авторы разработали стратегию поиска первых массивных черных дыр на красных смещениях в районе 10. В современных сценариях часть сверхмассивных черных дыр вырастает не из остатков жизни первых массивных звезд в результате постепенного набора массы, а из "эмбрионов", которые сразу имели массу в десятки тысяч масс Солнца. Такие черные дыры не могут возникать из звезд - происходит прямой коллапс массивных газовых облаков. Именно их и ищут.

В результате поисков авторы выявили пару кандидатов. Они видны в ИК и в рентгене, и их параметры требуют слишком экстремальных предположений, чтобы обойтись без привлечения "эмбриональных" сверхмассивных черных дыр. Однако, подчеркивают авторы, пока ситуация до конца не ясна, и необходимы новые наблюдения.

MAXI - это японский рентгеновский инструмент, установленный на МКС. Там два телескопа. Один из них SSC - это рентгеновские ПЗС. Каталог составлен именно по его данным.

В каталог вошло 170 источников. Это и активные ядра галактик, и рентгеновские двойные, и одиночные нейтронные звезды. Есть и около дюжины неотождествленных источников.

В каталог вошло более 1000 облаков. Авторы оценивают, что это примерно четверть от галактического молекулярного водорода (по массе).

Наконец-то!

Вышла пачка статей, посвященных первому прямому обнаружению всплеска гравитационного излучения. Вдобавок, этот всплеск породила пара довольно массивных (25-30 и 35-40 солнечных масс) черных дыр, что позволило увидеть всплеск на большом расстоянии (свет шел к нам 1.3 миллиарда лет, что соответствует красному смещению 0.1, т.е. сейчас галактика, в которой произошло слияние, находится примерно в 420 Мпк от нас).

Всплеск зарегистрировали установки LIGO 14 сентября. Пока в статьях представлены результаты первых 16 дней наблюдений в сентябре-октябре. Так что наверняка у них есть и другие кандидаты, может более слабые (у этого-то значимость чуть больше 5 сигма).

Но через несколько месяцев, когда вместе будут работать две установки LIGO плюс VIRGO, поток открытий точно возрастет.

Вот статьи:

arxiv:1602.03868.

Ниже также вы найдете пару статей с техническим описанием.

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

миниобзор arxiv:1602.03888 Электромагнитные явления, связанные с источниками гравитационных волн: слияния компактных объектов (Electromagnetic Counterparts of Gravitational Wave Sources : Mergers of Compact Objects)
Authors: Atish Kamble, David L. A. Kaplan
Comments: 16pages, International Journal of Modern Physics D, Volume 22, Issue 1, id. 1341011 (2013)

Авторы напоминают о своем обзоре 2013 г., который во многом не потерял актуальность. Обсуждается, что мы можем наблюдать в разных диапазонах электромагнитных волн после слияния компактных объектов.

обзор arxiv:1602.07694 Проверка теоремы "об отсутствии волос" по наблюдениям черных дыр в электромагнитном спектре (Testing the No-Hair Theorem with Observations of Black Holes in the Electromagnetic Spectrum)
Authors: Tim Johannsen
Comments: 32 pages, 10 figures, invited review for the CQG special issue "Hairy Black Holes: Beyond the Kerr Paradigm," eds. C.A.R. Herdeiro, E. Radu

Большой понятный обзор, в котором автор подробно обсуждает,к ак разные реалистичные наблюдения можно использовать для проверки одного из предсказаний ОТО относительно черных дыр - т.н. "отсутствие волос". Суть состоит в том, чтобы искать отличия метрики от Керровской (согласно ОТО реалистичная черная дыра описывается только массой и спином, т.е. метрика чисто керровская).

arxiv:1602.08759 Получилась ли в результате GW15091 гравазвезда? (Did GW150914 produce a rotating gravastar?)
Authors: Cecilia Chirenti, Luciano Rezzolla
Comments: Cecilia Chirenti, Luciano Rezzolla

Многие отмечали, что анализ первого гравволнового всплеска дает существенные (но не окончательные) аргументы в пользу существования черных дыр. Вот количественный анализ.

Авторы рассматривают, насколько сильно "звон" после слияния ограничевает модель гравазвезды (gravastar). Ограничивает довольно сильно. Что хорошо. Но не окончательно, что жаль.

Выпуск 333. 01-31 января 2016

arxiv:1601.02628 Указание на высокочастотные квазипериодические осцилляции в отношении 3:2 от черной дыры с массой 5000 масс Солнца (Evidence for High-Frequency QPOs with a 3:2 Frequency Ratio from a 5000 Solar Mass Black Hole)
Authors: Dheeraj R. Pasham et al.
Comments: Published in ApJ Letters

Авторы изучали ультрамощный источник NGC1313 X-1. Это - потенциальный кандидат в черные дыры промежуточной массы. Определив некоторые временные характеристики излучения источника (а именно, обнаружив квазипериодические осцилляции, чьи частоты находятся в отношении 3:2), авторы приходят к выводу. что масса дыры должна быть около 5000 солнечных. Этот вывод основан на том, что аналогичные характеристики имеют черные дыры звездных масс, но частоты в NGC1313 X-1 сдвинуты на пару порядков, что можно объяснить большей массой черной дыры.

миниобзор arxiv:1601.05473 Ранний рост первых черных дыр (The Early Growth of the First Black Holes)
Authors: Jarrett L. Johnson, Francesco Haardt
Comments: 13 pages, 9 figures, invited review submitted to PASA

В обзоре рассмотрено, как первые массивные черные дыры формировались в результате коллапса газа, а также, как они потом набирали массу. В этой области еще много неясного, а мы наблюдаем очень масивные черные дыры на временах, конда вселенной было менее миллиарда лет. Это проблема.

Выпуск 332. 01-31 декабря 2015

arxiv:1512.01220 Разрешенная структура магнитного поля и переменность вблизи горизонта событий Стрельца A* (Resolved Magnetic-Field Structure and Variability Near the Event Horizon of Sagittarius A*)
Authors: Michael D. Johnson et al.
Comments: 51 pages, Accepted for publication in Science; includes Supplementary material

Авторы рапортуют об обнаружении упорядоченной структуры магнитного поля на расстоянии 6 шварцишльдовских радиусов от Стрельца A*. Также обнаружена переменность, связанная с этой структурой.

Результат получен на длине волны 1.3 миллиметра с помощью интерферометрии со сверхдлинной базой (проект Event Horizon Telescope). Основные результаты видны на красивом рис. 3 в статье.

arxiv:1512.01264 Исследование всплесков первичных черных дыр, используя межпланетную сеть гамма-детекторов (Investigation of Primordial Black Hole Bursts using Interplanetary Network Gamma-ray Bursts)
Authors: T. N. Ukwatta et al.
Comments: 36 pages, Submitted to the Astrophysical Journal (7 Figures, 3 Tables)

Стандартная гипотеза о судьбе легких черных дыр состоит в том, что они испаряются. Финальные стадии испарения должны идти очень бытро. По сути - это вспышка. Расчеты показывают, что наиболее заметным будет гамма-вплеск. Поэтому уже довольно давно идут поиски таких событий.

В статье авторы представляют новый, очень детальный анализ потенциальных кандидатов. Приводится очень жесткий предел на вспышки, связанные с испарение первичных черных дыр в солненой окрестности (примерно вплоть до расстояний около 1 парсека).

arxiv:1512.02651 Рост массивных черных дыр путем сверхкритическойй аккреции на зародыши звездных масс (Growing massive black holes through super-critical accretion of stellar-mass seeds)
Authors: A. Lupi et al.
Comments: 12 pages, 8 figures, 2 tables. Accepted for publication in MNRAS

Авторы показывают, что черные дыры звездных масс, попав в околоядерный диск в центре галактики, могут быстро наращивать свою массу за счет сверхэддингтоновской аккреции. Это важно для понимания того, как могли быстро вырасти сверхмассивные черные дыры, чтобы запитать мощные квазары уже на z=6-7. Численное моделирование показывает, что такой процесс возможен, поскольку черные дыры (возможно, образованные звездами популяции III) связываются с очень плотными сгустками вещества в околоядерном диске высокой плотности. В итоге масса дыры растет очень быстро.

обзор arxiv:1512.03818 Sgr A* и Общая теория относительности (Sgr A* and General Relativity)
Authors: Tim Johannsen
Comments: 73 pages, 41 figures, invited topical review for Class. Quantum Grav. (to be submitted)

Сверхмассивная черная дыра в центре нашей Глалактики - один из лучших объектов для проверки предсказаний теорий гравитации вблизи массивных компактных тел. В ближайшее время, как благодаря более детальным наблюдениям звезд и пульсаров, вращающихся вокруг Sgr A*, так и благодаря исследованию самых непосредственных окрестностей центрального объекта, мы сможем узнать много нового и протестировать ряд моделей гравитации.

Выпуск 331. 01-30 ноября 2015

arxiv:1511.08803 Радиоджет от оптически и рентгеновско- яркого приливного разрыва звезды ASASSN-14li (A radio jet from the optical and X-ray bright stellar tidal disruption flare ASASSN-14li)
Authors: Sjoert van Velzen et al.
Comments: 34 pages, Accepted for publication in Science. Published online in Science Express: Nov 26, 2015

Впервые удалось зарегистрировать радиоизлучение от приливного разрыва звезды сверхмассивной черной дырой. Все модели предсказывали, что после разрыва должен возникать джет. А где джеты - там и радио. Но почему-то никак не удавалось все это увидеть. И вот - смогли.

Выпуск 330. 01-31 октября 2015

миниобзор arxiv:1510.05565 Ультрамощные рентгеновские источники: три потрясающих года (Ultraluminous X-ray sources: three exciting years)
Authors: Matteo Bachetti
Comments: 6 pages, 3 figures. Proceedings from the 2015 XMM-Newton Science Workshop, Astronomical Notes, in press

Небольшой емкий обзор, где понятно описано, что нового открыли в связи с изучением УМРИ за последние три года (в первую очередь, благодаря спутнику NuSTAR), и какая теперь складывается картина.

Картина получается пестрая: есть и черные дыры промежуточных масс, и необычные режимы аккреции, и даже нейтронные звезды.

arxiv:1510.07674 Резолюция МАС 2015 о рекомендованных переводных константах для избранных свойств Солнца и планет (IAU 2015 Resolution B3 on Recommended Nominal Conversion Constants for Selected Solar and Planetary Properties)
Authors: E. E. Mamajek et al.
Comments: 6 pages, IAU 2015 Resolution B3, passed by the XXIXth IAU General Assembly in Honolulu, 13 August 2015.

Текст странной резолюции МАС, согласно которой теперь солнечный радиус и некоторые другие величины должны считаться точными константами в СИ.

arxiv:1510.08869 BlackCAT: каталог рентгеновских транзиентов с черными дырами (BlackCAT: A catalogue of stellar-mass black holes in X-ray transients)
Authors: Jesus M. Corral-Santana et al.
Comments: Accepted for publication in Astronomy & Astrophysics. 20 pages, 8 figures, 5 Tables

Авторы составили каталог известных кандидатов в черные дыры, являющихся рентгеновскими транзиентами. Всего таких двойных 59. Даются детальные описания и тп. Предсказывается (на основе анализа параметров известных объектов), что в Галактике таких систем должно быть около 1300.

Выпуск 329. 01-30 сентября 2015

arxiv:1509.04899 Черные дыры, нейтронные звезды и белые карлики по данным OGLE-III о микролинзировании (Black Holes, Neutron Stars and White Dwarf Candidates from Microlensing with OGLE-III)
Authors: L. Wyrzykowski et al.
Comments: 16 pages, 13 figures, 6 tables, 3 or more black holes. Submitted to MNRAS

Авторы проанализировали данные OGLE-III на предмет поиска линзирования на компактных объектах. Выделено 15 событий, в которых линзами могут быть белые карлики, нейтронные звезды или черные дыры. Интересен вид распределения по массам: оно довольно гладкое. Т.е., нет бсуждающегося провала примерно от 2-3 до 5 масс Солнца. Конечно, статистика невелика. Но кажется, что именно данные по линзированию (т.е., ждем результатов GAIA) смогут внести ясность.

Выпуск 328. 01-31 августа 2015

arxiv:1508.00698 Пропущенное эволюционное звено? Галактика раннего типа и умеренной массы со слишком тяжелой черной дырой в центре (An evolutionary missing link? A modest-mass early-type galaxy hosting an over-sized nuclear black hole)
Authors: Jacco Th. van Loon, Anne E. Sansom
Comments: 9 pages, Accepted for publication in MNRAS. Based primarily on data obtained with the Southern African Large Telescope (SALT)

На z=0.14 авторы обнаружили активную галактику, для которой удалось определить массу дыры и массу галактики по дисперсии скоростей. Получается, что дыра (ее масса около 350 миллионов солнечных) раз в семь-десять больше, чем полагается. Окончательной ясности нет, но авторы рассматривают различные сценарии, которые могли привести к такой ситуации с учетом довольно подробных данных о звездном составе галактике и активности дыры.

каталог arxiv:1508.04449 2FHL: Второй каталог жестких источников Fermi-LAT (2FHL: The Second Catalog of Hard Fermi-LAT Sources)
Authors: The Fermi-LAT Collaboration
Comments: Submitted to ApJ.

Каталог включает в себя 360 источников, зарегистрированных за 80 месяцев наблюдений на энергиях выше 50 ГэВ. В основном (примерно две трети) это активные ядра галактик. Есть и галактические объекты. И, разумеется, есть неотождествленные.

arxiv:1508.06957 Наблюдение микролинзирования на кандидате в черные дыры в рамках обзора VVV в поле шарового скопления NGC 6553 (VVV Survey Observations of a Microlensing Stellar Mass Black Hole Candidate in the Field of the Globular Cluster NGC 6553)
Authors: D. Minniti et al.
Comments: 5 pages, 3 figures, 1 table, accepted for publication in ApJL

Авторы представляют данные по длинному событию микролинзирования. Оценки массы указывают на объект тяжелее 2-3 масс Солнца. Поскольку обнаружить линзу не удалось, то это или нейтронная звезда, или, скорее всего, черная дыра.

Выпуск 327. 01-31 июля 2015

arxiv:1507.02290 Слишком массивная черная дыры в типичной галактике со звездообразованием спустя 2 миллиарда лет после Большого Взрыва (An Over-Massive Black Hole in a Typical Star-Forming Galaxy, 2 Billion Years After the Big Bang)
Authors: Benny Trakhtenbrot et al.
Comments: 37 pages, Science, 349, 168 (2015)

Обычно масса центральной черной дыры составляет десятые доли процента от звездной массы галактики. А здесь речь идет примерно о 10%. Т.е., черная дыра слишком массивна. Это противоречит стандартной модели совместного роста. Причем, все это наблюдается на z~3.5.

Есть и другие странности. Например, в галактике продолжается бурное звездообразование, несмотря на большой отток вещества от черной дыры вследствие ее активности.

При этом, видимо, в наши дни (т.е. за 11 миллиардов лет эволюции) галактика нарастила звездную массу. И сейчас для своих соседей может выглядеть вполне стандартной. Похожей на М87 или NGC 1227 (о последней см. свежую статью arxiv:1507.02292).

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

arxiv:1507.02690 Пятнадцать лет мониторинга Sgr A* на XMM-Newton и Chandra: указание на рост числа ярких вспышек (Fifteen years of XMM-Newton and Chandra monitoring of Sgr A*: Evidence for a recent increase in the bright flaring rate)
Authors: G. Ponti et al.
Comments: 19 pages, Accepted for publication in MNRAS

Авторы представляют результаты мониторинга нашей центральной черной дыры за последние 15 лет. Все это по данным двух крупнейших рентгеновских телескопов. Обнаружено 80 вспышек, но надо понимать, что не всегда инструменты смотрят на центр Галактики. Оценки темпа вспышек дают около одного события в день.

При этом в последний год произошел рост темпа появлений ярких вспышек. Это не совпадает с прохождением объекта G2 на минимальном расстоянии от дыры. Рост начался через несколько месяцев.

Авторы приводят много всякой интересной статистики по активности Sgr A*. В общем - очень интересно.

обзор arxiv:1507.06153 Вращение черных дыр: теория и наблюдения (Black hole spin: theory and observation)
Authors: Matthew Middleton
Comments: 52 pages, 5 figures. To be published in: "Astrophysics of Black Holes - From fundamental aspects to latest developments", Ed. Cosimo Bambi, Springer: Astrophysics and Space Science Library.

Большой хороший обзор по вращению черных дыр. ОЧень понятно все изложено: и теория, и данные наблюдений.

миниобзор arxiv:1507.06261 Шварцшильдовская лекция 2014: ГектоКартирование вселенной (Schwarzschild Lecture 2014: HectoMAPping The Universe)
Authors: Margaret J. Geller, Ho Seong Hwang
Comments: 20 pages, 5 figures, Astronomische Nachrichten, 336, 428 (July 2015)

В статье описываются два обзора крупномасштабной структуры: SHELS и HectoMAP. Один покрывает 8 квадратных градусов, другой - 50. В них попадают галактики до z<1. Вместе с других обзором (HSC), который дает карту слабого линзирования, эти данные внесут большой вклад в распределение темного вещества. Обзор SHELS уже завершен, а HectoMAP будет завершен в ближайшие годы.

arxiv:1507.07603 Систематический поиск тесных пар сверхмассивных черных дыр в Каталинском обзоре транзиентов (A systematic search for close supermassive black hole binaries in the Catalina Real-Time Transient Survey)
Authors: Matthew J. Graham et al.
Comments: 29 pages, 10 figures, accepted for publication in MNRAS - this version contains extended table and figure

При слиянии галактик сверхмассивные черные дыры в их центрах могут образовывать пары. С течением времени пары могут становиться тесными, и затем сливаться с излучение всплеска гравитационных волн. Оценка количества таких событий - актуальная задача, т.к. регистрация таких волн возможна не только через 20 лет с помощью космического интерферометра, но и сейчас с помощью сетей по таймингу радиопульсаров.

Авторы ищут тесные пары сверхмассивных черных дыр, пытаясь обнаружить периодические (на орбитальной частоте) изменения блеска ядер галактик. Использованы данные по почти что двум с половиной сотням тысяч объектов. Найдено 111 кандидатов с периодами менее нескольких лет, что соответствует ожиданиям.

А вот авторы другой статьи - arxiv:1507.07603, - искавшие черные дыры промежуточных масс в звездных скоплениях по их радиоизлучению, ничего не нашли.

Выпуск 326. 01-30 июня 2015

arxiv:1506.01765 Ультрамощный квазар на z=5.363 с черной дырой 10 миллиардов масс солнца и богатой металлами абсорбцией (DLA) в спектре (An ultra-luminous quasar at \lowercase{$z=5.363$} with a ten billion solar mass black hole and a Meta-Rich DLA at \lowercase{$z\sim5$})
Authors: Feige Wang et al.
Comments: 5 pages, 3 figures, accepted for publication in ApJL

Авторы обнаружили очень мощный и далекий квазар. Оценки массы показывают, что она порядка 10 миллиардов солнечных. Светимость близка к предельной (эддингтоновсокй) для этой массы. Это второй такой объект.

Анализ показывает, что вероятность того, что излучение направлено, а потому мы неправильно оцениваем светимость, в общем-то исключена. Остается небольшая вероятность того, что объект кажется ярче из-за гравитационного линзирования, но учитывая, что источник выглядит точечным, это также маловероятно.

Т.о., намечается целый класс объектов с такими свойствами:
- огромная светимость, близкая к предельной
- большая масса черной дыры
- большие красные смещения.

arxiv:1506.05917 Измерение массы черной дыры в NGC 1097 с помощью ALMA (A Measurement of the Black-Hole Mass in NGC 1097 using ALMA)
Authors: Kyoko Onishi et al.
Comments: 9 pages, ApJ 806 (2015) 39.

Авторы продемонстрировали, что ALMA может здорово помочь в измерении масс сверхмассивных черных дыр.

Наблюдалась галактика NGC 1097. Благодаря ALMA удалось точно измерить кинематические свойства газа в двух спектральных линиях. Инструмент хорошо разглядел кольцо радиусом около 10 угловых секунд, что соответствует размеру около 1 кпк. Скорости движения газа определены, конечно, и для гораздо меньших масштабов. В итоге, удается определить массу дыры. Оценки в двух линиях совпали. Полученное значение составляет примерно 140 млн. масс солнца.

Видимо, аналогичные измерения будут в ближайшем будущем проведены и для других галактик. Т.е., будет больше точно измеренных масс черных дыр.

arxiv:1506.07531 Черная дыра с массой 50000 солнечных в ядре RGG 118 (A ~50,000 solar mass black hole in the nucleus of RGG 118)
Authors: Vivienne Baldassare, Amy Reines, Elena Gallo, Jenny Greene
Comments: Accepted to ApJL. 6 pages, 4 figures

Авторы позиционируют свой результат как открытие самой легкой сверхмассивной черной дыры в центре галактики. Масса составляет 50000 масс Солнца. На диаграмме дыра попадает на известную корреляцию между массой дыры и дисперсией скоростей в балдже. На корреляции массы дыры с массой балджа совпадение несколько хуже.

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

Выпуск 325. 01-31 мая 2015

обзор arxiv:1505.00811 Пересмотр схемы единого описания активных ядер галактик (Revisiting the Unified Model of Active Galactic Nuclei)
Authors: Hagai Netzer
Comments: 44 pages, To appear in Annual Review of Astronomy and Astrophysics (ARAA) vol. 53 (2015)

Пару десятилетий назад появились схемы, позволяющие описать разные типы активных ядер галактик в рамках единой модели. С тех пор этот подход продолжают развивать, - уж очень красиво все получалось!- но, похоже, что простые схемы разваливаются.

Автор дает обзор проблемы и предлагает вариант своей схемы. Правда, общий итог состоит в том, что совсем простой и всеобъемлещей схемы не будет. Скажем, слияния галактик сильно портят картину. А слияния - важнейший момент в эволюции сверхмассивных черных дыр.

обзор arxiv:1505.01093 Приливное разрушение звезд сверхмассивными черными дырами: данные наблюдений (Tidal disruption of stars by supermassive black holes: Status of observations)
Authors: S. Komossa
Comments: Review, 12 pages, to appear in Journal of High-Energy Astrophysics. Proceedings (review contributions) of "Swift: 10 years of discovery"

Хороший небольшой обзор по приливному разрушению звезд. Четко и доступно показана современная картина, как ее рисуют данные наблюдений. Приведены самые важные и известные случаи наблюдений разрыва.

обзор arxiv:1505.02172 Аккреционные диски черных дыр (Black hole accretion discs)
Authors: Jean-Pierre Lasota
Comments: 41 pages, 11 figures, To be published in: "Astrophysics of Black Holes - From fundamental aspects to latest developments", Ed. Cosimo Bambi, Springer: Astrophysics and Space Science Library.

Очень подробное описание. Настоящая радость для студентов. Более 200 только пронумерованных формул на менее чем 40 страницах. Если бы студенты себе такие шпаргалки ставили, то за это сразу надо зачет давать.

arxiv:1505.03786 Квартет квазаров в гигантской туманности открывает редкую массивную структуру в дальней вселенной (Quasar Quartet Embedded in Giant Nebula Reveals Rare Massive Structure in Distant Universe)
Authors: Joseph F. Hennawi et al.
Comments: accepted for publication in Science. Main text: 11 pages, 4 figures; Supplementary Online Material: 52 pages, 10 figures, 6 tables

Квазары - это относительно редкое явление, т.к., хотя почти каждая крупная галактика могла проходить через эту стадию, но продолжительность ее была невелика. Поэтому даже пара квазаров - это уже редкость. А уж тройки - совсем по пальцам можно пересчитать. А тут наблюдения в линии лайман-альфа выявили на красном смещении z=2 группу из четырех квазаров, входящих в единую гравитационно связанную структуру. Сейчас эта структура уже должна была вырасти в скопление галактик, но видим мы ее такой, какой она была миллиарды лет назад.

Группа галактик погружена в плотный холодный газ, что не соответствует современным результатам численных расчетов. Видимо, здесь придется что-то подправлять.

обзор arxiv:1505.04940 Наблюдения сверхмассивных черных дыр на протяжении космологического времени: от феноменологии к физике (Observing Supermassive Black Holes across cosmic time: from phenomenology to physics)
Authors: A. Merloni
Comments: 46 pages, 21 figures. This review article appears as a chapter in the book: "Astrophysical Black Holes", Haardt, F., Gorini, V., Moschella, U and Treves A. (Eds), 2015, Springer International Publishing AG, Cham

Отличный обзор по феноменологии свеохмассивных черных дыр, где данные наблюдений увязаны с нашим пониманием (и непониманием - т.е. известными проблемами) физики этих источников.

обзор arxiv:1505.06055 Гамма-лучи от области Галактического центра: обзор (Gamma rays from the Galactic Centre region: a review)
Authors: Christopher van Eldik
Comments: 32 pages, invited review, accepted for publication in Astroparticle Physics

Большой толковый обзор по наблюдениям центра Галактики в гамма-диапазоне. Речь не только о самом Sgr A*, но и о разных источниках внутри нескольких градосов относительно центра Галактики, а также о поисках гамма-лучей от анигилляции частиц темного вещества в этой области.

Выпуск 323. 01-31 марта 2015

arxiv:1503.03873 Горизонт событий в М87 (The Event Horizon of M87)
Authors: Avery E. Broderick et al.
Comments: 9 pages, 2 figures, submitted to ApJ

Наблюдения (Event Horizon telescope) показывают отсутствие фотосферы вблизи центрального источника в М87. Это позволяет авторам говорить об отсутствии поверхности, т.е. - о наличии горизонта.

Строго говоря, аргумент все равно косвенный, т.к. (кроме модельной зависимости) тут говорится лишь о том, что, если поверхность там и есть, то она настолько близка к радиусу Шварцшильда, что нет заметных ее проявлений. Тем не менее.

Выпуск 322. 01-28 февраля 2015

arxiv:1502.02039 Релятивистские эффекты и кики при приливном разрушении одиночных звезд (Relativistic effects on tidal disruption kicks of solitary stars)
Authors: Emanuel Gafton et al.
Comments: 10 pages, 1 table, 11 figures; resubmitted to MNRAS

"То, что нас не разрывает, делает нас быстрее,-" могли бы сказать звезды, пережившие близкий пролет сверхмассивной черной дыры.

Если одиночная звезда пролетает вблизи массивной черной дыры, то звезду может разорвать приливом. Но если она все-таки виживает, то обычно приобретает скорость. Так можно разгонять звезды до сотен км в сек. Т.е., так можно делать гиперскоростные звезды, к тому же с экзотическими свойствами, т.к. внешние слои сорваны. Правда, надо пролететь довольно близко от дыры.

arxiv:1502.03808 Гравитационное линзирование на вращающихся черных дырах в астрофизике и в фильме "Интерстеллар" (Gravitational Lensing by Spinning Black Holes in Astrophysics, and in the Movie Interstellar)
Authors: Oliver James et al.
Comments: 46 pages, 17 figures. In press at Classical and Quantum Gravity

Авторы детально описывают, как были сделаны эффекты визуализации вида черной дыры в "Интерстелларе", попутно расписывая всю соответствующую физику и астрофизику.

В общем-то у меня нет сомнений, что основная роль фильма в сопутствующей литературе :)

миниобзор arxiv:1502.05720 Слияния компактных объектов: наблюдения сверхмассивных двойных черных дыр и собитий приливного разрушения звезд (Compact object mergers: Observations of supermassive binary black holes and stellar tidal disruption events)
Authors: S. Komossa, J.A. Zensus
Comments: Review, 12 pages, to appear in: Proceedings of IAU Symp. 312 (2015), Star clusters and black holes across cosmic times

Хороший небольшой обзор. Первая часть посвящена двойным сверхмассивным черным дырам (с расстоянием менее 1 кпк), а вторая - приливному разрушению звезд в окрестностях черных дыр.

миниобзор arxiv:1502.07074 Образование маломассивных рентгеновских двойных с черными дырами (Formation of Black Hole Low-Mass X-ray Binaries)
Authors: Xiang-Dong Li
Comments: 18 pages, 1 figure, to appear in New Astronomy Reviews

Основная часть кандидатов в черные дыры звездных масс находится в системах с маломассивными звездами. Такие источники активно изучают уже несколько десятков лет, но детальные можеои формирования таких систем еще не созданы: остается много неясностей. В обзоре кратко суммированы основные сценарии, а также проблемы, стоящие перед ними.

arxiv:1502.07418 Ультрамощный квазар с черной дырой 12 миллиардов масс Солнца на красном смещении 6.3 (An ultra-luminous quasar with a twelve-billion-solar-mass black hole at redshift 6.30)
Authors: Xue-Bing Wu et al.
Comments: 24 pages, 4 figures plus 4 extended data figures, Nature, Vol. 518, 512-515 (2015)

Квазар не рекордно далекий. Но важно, что в нем сидит очень массивная черная дыра. Это - проблема для моделей образования таких объектов. Дело в том, что от начала расширения прошло менее 900 миллионов лет. Набрать за такое время массу в 12 миллиардов солнечных можно, только если начать с довольно массивной черной дыры (видимо, в районе десятков тысяч масс Солнца). Механизм рождения таких массивных черных дыр "сразу" остается до конца неясным.

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

Выпуск 321. 01-31 января 2015

arxiv:1501.01375 Возможная тесная пара сверхмассивных черных дыр в квазаре с оптической переменностью (A possible close supermassive black-hole binary in a quasar with optical periodicity)
Authors: Matthew J. Graham et al.
Comments: 19 pages, 6 figures. Published online by Nature on 7 January 2015

У квазара PG 1302-102 обнаружена четкая периодичность с периодом около 5 лет (это наблюдаемый период, из-за красного смещения он больше, чем собственно период вращения, который составляет около 4 лет). Авторы полагают, что это орбитальный период пары сверхмассивных черных дыр. Расстояние должно быть менее парсека.

обзор arxiv:1501.02171 Лаборатория черных дыр в центре Галактики (The Galactic Center Black Hole Laboratory)
Authors: A. Eckart et al.
Comments: 30 pages - 7 figures - accepted for publication by Springer's "Fundamental Theories of Physics" series; summarizing GC contributions of 2 conferences: 'Equations of Motion in Relativistic Gravity' at the Physikzentrum Bad Honnef, Bad Honnef, Germany, (Feb. 17-23, 2013) and the COST MP0905 'The Galactic Center Black Hole Laboratory' Granada, Spain (Nov. 19 - 22, 2013)

Черная дыра в центре нашей Галактики - самая близкая из сверхмассивных и самая массивная из галактических. Поэтому это прекрасная лаборатория для исследования многих процессов, связанных с черными дырами в астрофизике.

Обзор, пожалуй, для специалистов. Ничего сложного там нет, просто много всего (в первую очередь данных), не нужного вам, если вы не занимаетесь всем этим вплотную.

См. также краткий обзор новых данных по Sgr A* в arxiv:1501.02164 и обзор по переменности источников с черными дырами в arxiv:1501.02117.

И еще я узнал слово bothros. Апоботрос и периботрос - самая далекая и самая близкая точки орбиты вокруг черной дыры.

обзор arxiv:1501.02937 Галактические балджи и их массивные черные дыры: обзор (Galaxy bulges and their massive black holes: a review)
Authors: Alister W. Graham
Comments: nvited (15 Feb 2014) review article (finished/submitted 16 Nov. 2014). 51 pages, 8 figures, over 500 references. To appear in "Galactic Bulges", E. Laurikainen, D. Gadotti, R. Peletier (eds.), Springer Publishing

Очень интересный обзор. В частности, интересен тем, что автор пытается дать правильные ссылки на первопроходцев и первоисточники. Скажем, вы знали, что одновременно и независимо, хоть и чуть позже, то, что мы называем решением Шварцшильда, получил еще один ученый?. Или, например, что термин "черная дыра" ранее (1964) публично использовали до того, как Wheeler использовал его в знаменитой статье? В общем, первые 9 страниц стоит прочесть даже тем, кому не так уж интересно про собственно связь массы черной дыры с массой балджа галактики.

Автор детально обсуждает разновсяческие корреляции массы черной дыры с параметрами галактики. Разумеется, основной вопрос: откуда берутся (эволюционно) эти корреляции? Это тоже предмет обсуждения. Написано очень хорошо. Ну и полезно.

arxiv:1501.03180 Черная дыра с массой 400 солнечных в ультрамощном рентгеновском источнике M82 X-1, аккрецирующая почти на эддингтоновском пределе (A 400 solar mass black hole in the Ultraluminous X-ray source M82 X-1 accreting close to its Eddington limit)
Authors: Dheeraj R. Pasham et al.
Comments: Nature, Volume 513, Issue 7516, pp. 74-76 (2014)

Прошлогодняя статья. Даже попала в мои "итоги года". Наконец-то авторы положили ее в Архив.

Это, пожалуй, одно из двух самых сильных свидетельств, что в некоторых (!) ультрамощных источниках действительно сидят черные дыры промежуточных масс (второй пример - источник HLX-1, про него в 2014 тоже были работы. и тож попали в итоги года).

arxiv:1501.07269 SDSS J013127.34-032100.1: кандидат в блазары с черной дырой в 11 миллиардов масс Солнца на $z$=5.18 (SDSS J013127.34-032100.1: a candidate blazar with a 11 billion solar mass black hole at $z$=5.18)
Authors: G. Ghisellini et al.
Comments: submitted as a Letter to MNRAS. 5 pages, 1 table, 4 figures

Авторы изучают распределение энергии в спектре и другие свойства кандидата в блазары, находящегося на красном смещении 5.18. Анализ показал, что масса черной дыры в нем должна быть около 11 миллиардов солнечных. Это два раза странно. Во-первых, это просто много для такого красного смещения (от начала расширения прошло всего лишь 1.135 миллиарда лет), трудно вырастить такого монстра за такое короткое время. Во-вторых, чтобы сделать блазар обычно нужна быстровращающаяся черная дыра. А они растут медленнее (таков режим аккреции).

См. также arxiv:1501.07538, где рапортуют о двух кандидатах в черные дыры с массами 100 млню солнечных на z=6.

arxiv:1501.06570 Сверхизлучение (Superradiance)
Authors: Richard Brito, Vitor Cardoso, Paolo Pani
Comments: 217 pages. Preliminary version of a "Lecture Notes in Physics" book to be published by Springer-Verlag.

Авторы детально обсуждают сверхизлучение, с особым упором на процессы, связанные с черными дырами. Но все это исключительно для специалистов.

обзор arxiv:1501.07274 Тестирование ОТО в современных и будучих астрофизических наблюдениях (Testing General Relativity with Present and Future Astrophysical Observations)
Authors: Emanuele Berti et al.
Comments: 186 pages, 46 figures, 5 tables, 860 references.

Большущий обзор (практически книга) по разным возможностям проверки теорий гравитации в астрофизике. Обсуждаются черные дыры и нейтронные звезды всех типов (двойные, одиночные и т.д.), а также гравитационные волны. Космология и внегалактическая астрономия (типа скоплений галактик) затрагиваются мало.

Выпуск 320. 01-31 декабря 2014

arxiv:1412.4936 Вспышки черной дыры за счет ускорения частиц на субгоризонтных масштабах (Black hole lightning due to particle acceleration at subhorizon scales)
Authors: MAGIC Collaboration
Comments: Science 346: 1080-1084, 2014 , 19 pages, 10 figures, includes Supplementary Materials

Наблюдатели пытаются подобраться как можно ближе к горизонтам. В радиодиапазоне не зватает углового разрешения. В гамма, казалось, и подавно. но можно использовать данные по переменности.

Авторы с помощью наземного гамма-телескопа MAGIC обнаружили пятиминутную переменность радиогалактики IC 310. Излучение, как полагают, должно возникать близко от горизонта, а масштаб переменности позволяет сказать, что область, в которой рождаются кванты, имеет размер менее горизонта.

Выпуск 319. 01-30 ноября 2014

arxiv:1411.5683 Прямое образование черных дыр в обогащенном металлами газе в сердце сливающихся галактик на большом красном смещении (Direct formation of supermassive black holes in metal-enriched gas at the heart of high-redshift galaxy mergers)
Authors: Lucio Mayer et al.
Comments: 14 pages, 10 figures, submitted to ApJ

Авторы проводят численное моделирование с целью детальной проверки предложенного ими сценария образования сверхмассивных черных дыр. Дело в том, что существует проблема: как создать массивные (сотни миллионв масс Солнца) черные дыры уже на больших красных смещениях. Авторы предположили, что это можно сделать прямым коллапсом в центре сливающихся галактик. Проведенное численное моделирование вроде бы подтверждает эту модель.

Газ течет в центр, образуя диск. Затем из этого диска возникает нечто вроде сверхмассивной протозвезды, которая затем и коллапсирует в сверхмассивную черную дыру.

arxiv:1411.7032 19-мегапарсековое расстояние до сверхмассивной черной дыры в NGC 4151, определенное по "пылевому параллаксу" (A dust-parallax distance of 19 megaparsecs to the supermassive black hole in NGC 4151)
Authors: Sebastian F. Honig et al.
Comments: uthors' version of a letter published in Nature (27 November 2014); 8 pages, 5 figures, 1 table

Сама идея не нова и проста. В диске вокруг черной дыры на большом расстоянии есть пыль, т.к. там уже достаточно "холодно" (1500К). Переменность центрального объекта повторяется пылью с некоторой задержкой. Величина задержки позволяет определить расстояние от центра до пылевого "бублика". Из наблюдений независимо получаем угловой размер "бублика". Имея угловой и линейный размер, получаем расстояние до нас. В данном случае оно оказалось равным 19 мегапарсекам.

Это все крайне важно, т.к. зная точное расстояние, мы можем в данном конкретном (и почти уникальном!) случае сравнить независимые и довольно точные определения массы черной дыры. В итоге пришлось повысить динамическую оценку массы черной дыры почти в полтора раза. Это приводит к изменению калибровки масс, определяемых по реверберации эмиссионных линий. А это один из самых массовых методов определения масс сверхмассивных черных дыр. Т.е., многие черные дыры оказывается массивнее, чем полагали ранее.

arxiv:1411.3997 Прорыв в численном моделировании в ОТО для случая двойных черных дыр (The numerical relativity breakthrough for binary black holes)
Authors: Ulrich Sperhake
Comments: 34 pages, 5 figures; Invited article for Classical and Quantum Gravity's "Milestones of General Relativity" series; to match published version

Интересный обзор по численным подходам в ОТО на примере слияния черных дыр. Местами написано сложно, но пропуская их, все равно можно узнать немало интересного.
А уж если не пропускать .....

Автор полагает, что важный прорыв в моделировании слияния черных дыр был совершен в 2005 году (автор хорошо излагает историю вопроса, отмечая важные вехи). Посмотрим, подтвердят ли наблюдения LIGO и VIRGO эти расчеты.

Выпуск 318. 01-31 октября 2014

обзор arxiv:1410.2130 Метрика Керра (The Kerr Metric)
Authors: Saul A. Teukolsky
Comments: 37 pages. Submitted to Classical and Quantum Gravity for its "Milestones of General Relativity" focus issue to be published during the Centenary Year of GR

Прекрасный обзор по метрике Керра. Тут вам и история, и значение, и довольно досутпное изложение физики, и обсуждение основ и особенностей..... Историческая часть уж точно будет интересна всем.

arxiv:1410.3590 Ультрамощный рентгеновский источник с аккрецирующей нейтронной звездой (An Ultraluminous X-ray Source Powered by An Accreting Neutron Star)
Authors: M. Bachetti et al.
Comments: 24 pages, 5 figures, 4 tables, Nature 514, 202-204 (09 October 2014)

Наконец-то появилась очень важная статья. Люди годами спорили: сидят ли в ультрамощных рентгеновских источниках (УМРИ) обычные черные дыры или черные дыры промежуточных масс. А тут наглядно показано, что в одном из УМРИ сидит нейтронная звезда!

В данном случае, по всей видимости, мы видим сильно направленное излучение (как в прожекторе), поэтому нам кажется, что источник имеет большую полную светимость. Но на самом деле не во все стороны он светит так сильно.

Как бы то ни было, источник очень интересный.

arxiv:1410.4250 Масса менее 15 солнечных у черной дыры в ультрамощном источнике (A mass of less than 15 solar masses for the black hole in an ultraluminous X-ray source)
Authors: C. Motch et al.
Comments: 49 pages, Nature, 514, 198-201

Для одного из ультрамощных источников получен хороший верхний предел на массу черной дыры. Он равен 15 солнечным массам. Т.е., это обычная черная дыра (не промежуточной массы). Соответственно, авторы полагают, что тут речь идет о сверхкритической аккреции.

миниобзор arxiv:1410.6245 MAXI: наблюдения всего неба с борта Международной космической станции (MAXI: all-sky observation from the International Space Station)
Authors: Tatehiro Mihara et al.
Comments: 6 pages, 7 figures, Proceedings of the SPIE, Volume 9144, id. 91441O (2014)

Небольшой обзор написан по поводу пятиетия работы MAXI. Это японский рентгеновский детектор на борту МКС. Он работает в сканирующем режиме и, соответственно, предназначен для обзора неба. К сожалению, с самого начала начались технические проблемы, и половина обзора посвящена именно этому. Чувствительность обзора оказалась не такой хорошей, как рассчитывали. Тем не менее, интересные результаты получены. В обзоре упомянуты некоторые из них, в основном относящиеся к системам с черными дырами.

arxiv:1410.7775 Как будет выглядеть слияние двух черных дыр? (What would a binary black hole merger look like?)
Authors: Andy Bohn, et al.
Comments: 10 pages, 12 figures

Авторы рассчитали, как будет выглядеть слияние двух черных дыр. Задача непростая, и отчасти академическая, но красота какая! И в смысле картинок, и в смысле расчетов.

обзор arxiv:1410.8132 Аккрецирующие черные дыры (Accreting Black Holes)
Authors: Mitchell C. Begelman
Comments: 18 pages, 2 figures. To be published in the proceedings of the 26th Solvay Conference on Physics: "Astrophysics and Cosmology", R. Blandford and A. Sevrin, eds., World Scientific

Полезный обзор по аккреции на черные дыры. Обзор без формул. Мне кажется, особенно полезно будет студентам, которые пытаются разобраться с формулами по другим обзорам и работам, т.к. здесь ясно показаны основные идеи и принципы, которые не всегда ясны новичкам прямо из формул.

Выпуск 317. 01-30 сентября 2014

arxiv:1409.0006 Красные сверхгиганты и проблема темпа сверхновых: приложения к физике коллапса ядра (The red supergiant and supernova rate problems: implications for core-collapse supernova physics)
Authors: Shunsaku Horiuchi et al.
Comments: 5 pages, 4 figures, submitted to MNRAS

Авторы обращаются к известным проблемам. Во-первых, среди прародителей сверхновых наблюдается недостаток красных сверхгигантов. Во-вторых, в моделях плохо получается (т.е., совсем не получается) взрывать такие звезды. Авторы предлагают простой ответ: ну так они и не взрываются!

Имеет место т.н. неудавшаяся (failed) сверхновая. В результате образуется черная дыра.

Это не первая статья, где обсуждает такая идея, но в данном случае она лучше подкреплена расчетами.

См. также работу arxiv:1409.0540, где представлены результаы одномерных расчетов, в которых также получается, что во многих случаях черные дыры образуются там, где в стандартных сценариях должны бы быть нейтронные звезды.

arxiv:1409.3882 Двойные пульсары с черными дырами: перспективы новых тестов гравитации на будущих радиотелескопах (Pulsar-black hole binaries: prospects for new gravity tests with future radio telescopes)
Authors: K. Liu, R. P. Eatough, N. Wex, M. Kramer
Comments: 20 pages, 11 figures, 1 table, accepted for publication in MNRAS

Ожидается, что следующее поколение радиотелескопов откроет несколько систем пульсар + черная дыра. Это даст возможность изучать ряд интересных гравитационных эффектов с высокой точностью. Статья в основном посвящена тому, что это за эффекты и зачем все это надо.

arxiv:1409.4769 Сверхмассивная черная дыра в ультракомпактной карликовой галактике (A Supermassive Black Hole in an Ultracompact Dwarf Galaxy)
Authors: Anil Seth et al.
Comments: Author's version of paper appearing in 18 September issue of Nature, 9 pages, 9 figures including methods & supplementary information sections

Авторы исследовали карликовую ультракомпактную галактику M60-UCD1. Такеи объекты имею размеры порядка десятков парсек, а массу - сотни миллионов солнечных. В этой, проанализировав кинематику, обнаружили черную дыру с массой 21 миллион солнечных. Формально, такая массивная дыра такой легкой галактике не полагается. Все говорит о том, что M60-UCD1 - это ядро ободранной галактики. Авторы полагают, что данное открытие позволяет думать, что многие другие ультракомпактные карликовые галактики также имеют массивные черные дыры.

Выпуск 316. 01-31 августа 2014

arxiv:1408.2661 Происхождение вращения черных дыр в галактических маломассивных рентгеновских двойных (The Origin of Black Hole Spin in Galactic Low-Mass X-ray Binaries)
Authors: Tassos Fragos, Jeffrey E. McClintock
Comments: 15 pages, 8 Figures, 5 Tables, submitted to ApJ

Наблюдения позволяют в ряде случаев (более десятка) определить темп вращения черных дыр. Авторы исследуют, откуда это вращение берется. Какие тут вообще есть возможности? во-первых, вращение можно получить сразу в момент рождения, если ядро звезды вращалось быстро (однако, последние исследования показывают, что по-крайней мере ядра одиночных звезд на поздних стадиях эволюции вращаются медленно). Во-вторых, черную дыру можно раскрутить. Как? - например, аккрецией.

Авторы фокусируются на маломассивных системах с черными дырами (т.е. вторым компонентом двойной является маломассивная звезда). Оказывается, что в данном случае хорошей гипотезой оказывается предположение о том, что все вращение связано с аккрецией. Авторы детально исследуют это, строя эволюционные последовательности и сравнивая их с парамтерами известных систем. Оказывается, что черные дыры в среднем набирают около 1.5 массы Солнца, чтобы раскрутиться. Т.о., оказывается, что начальные массы черных дыр заметно меньше современных значений.

А вот с массивными системами все не так. Во-первых, в них черные дыры не могли набрать много массы и раскрутиться. Т.е., в них вращение "от рождения". это не удивительно. Параметры систем таковы, что в них ядро звезды-прародителя черной дыры можно было раскрутить приливным взаимодействием в очень тесной двойной. Во-вторых, начальные массы черных дыр в массивных системах могут быть большими (а в маломассивных системах они не уходят за 10 масс Солнца).

обзор arxiv:1408.4145 Массы и темпы вращения нейтронных звезд и черных дыр звездных масс (The Masses and Spins of Neutron Stars and Stellar-Mass Black Holes)
Authors: M. Coleman Miller, Jon M. Miller
Comments: 97 pages, 5 figures, solicited review for Physics Reports

Отличный большой обзор, посвященный нейтронным звездам и черным дырам. В основном речь идет об их массах и вращении. Это действительно важные характеристики, т.к. они могут многое нам сказать о том, как эти объекты образовались (а в случае нейтронных звезд - и о том, как они устроены). Правда, пока говорят не так много, как нам бы хотелось. Т.к. "разобрать их речь" непросто. Об этом и обзор. Завершается он оптимистичным взглядом на то, как много мы узнаем, когда начнем регистрировать слияния компактных объектов с помощью гравитационно-волновых антенн.

arxiv:1408.4451 Черные дыры в центрах близких карликовых галактик (Black holes at the Centers of Nearby Dwarf Galaxies)
Authors: Edward C. Moran et al.
Comments: 41 pages, 10 figures, accepted for publication in The Astronomical Journal

Что значит близкие? Менее 80 Мпк. Что значит карликовые? Звездная масса менее 10 миллиардов масс солнца.

Авторы набрали 28 активных ядер в таких галактиках. Далее, они косвенным путем определили массы черных дыр (это, наверное, самое тонкое и неочевидное место). Получилось, что дыры легкие. Что значит легкие? До нескольких тысяч масс Солнца. Это действительно немного. А потому интересно, т.к. это означает, что "зародыши" или вообще практически не успели набрать массу, или набрали совсем немного. Возможно, исследование подобных объектов поможет лучше понять, как же в основном образуются зародышевые черные дыры: в результате коллапса массивных звезд популяции III (и тогда начальные массы около 200 солнечных), или в результате коллапса газовых облаков (и тогда массы около нескольких тысяч масс солнца).

Выпуск 315. 01-31 июля 2014

обзор arxiv:1407.3102 Массивные черынее дыры в ядрах галактик и их путь к слиянию (Massive binary black holes in galactic nuclei and their path to coalescence)
Authors: Monica Colpi
Comments: 38 pages, : Accepted for publication in Space Science Reviews. To appear in hard cover in the Space Sciences Series of ISSI "The Physics of Accretion onto Black Holes" (Springer Publisher)

Крупные галактики хотя бы раз в своей жизни сливались с другими крупными галактиками, а уж мелких они поглощали без счета. Это, как известно, приводит к тому, что в центральной части может оказаться более одной массивной черной дыры. Обычно важно взаимодействие двух дыр друг с другом. Итогом должно стать их слияние. Обзор посвящен тому, что происходит начиная со слияния галактик и до слияния черных дыр.

миниобзор arxiv:1407.3674 Обзор джетов и истечений от черных дыр звездных масс (An overview of jets and outflows in stellar mass black holes)
Authors: Rob Fender, Elena Gallo
Comments: 16 pages, Accepted for publication in Space Science Reviews. Also to appear in the Space Sciences Series of ISSI - The Physics of Accretion on to Black Holes (Springer Publisher)

Хороший "зоологический" обзор по джетам в системах с черными дырами. Много картинок, нет формул, все прозрачно описано.

Выпуск 314. 01-30 июня 2014

arxiv:1406.6091 50 кандидатов в черные дыры в М31, идентифицированных по данным Чандры и XMM-Newton (50 M31 black hole candidates identified by Chandra and XMM-Newton)
Authors: R. Barnard et al.
Comments: Accepted for publication in ApJ; 8 pages, 1 figure

Популяция двойных с черными дырами прирастает туманностью Андромеды! Теперь кандидатов там примерно столько же, сколько и в нашей Галактике.

Авторы представили список из полусотни хороших кандидатов в рентгеновские двойные с черными дырами в М31. Проводится анализ как отдельных источников, так и популяции вцелом.

См. также arxiv:1406.6385, где речь идет о спектроскопических исследованиях (в оптическом диапазоне) массивных рентгеновских двойных в М31.

arxiv:1406.6365 Тесная двойная в далекой тройной системе сверхмассивных черных дыр (A close-pair binary in a distant triple supermassive black-hole system)
Authors: R. P. Deane et al.
Comments: 21 pages, 6 figures. Published online by Nature on 25 June 2014. Extremely minor differences with published version exist

Известно уже четыре тройных сверхмассивных черных дыры. Но расстояния между дырами там составляют тысячи парсек. Авторы же рапортуют об открытии тройки, где тесная пара разделена всего лишь полутора сотнями парсек. Поскольку аворы довольно быстро наткнулись на такого зверя (всего лишь на шестой обследованной галактике), то они полагают, что это не редкость.

Красное смещение галактики с этими тройняшками всего лишь z=0.39, т.е. условно близко.

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

Выпуск 313. 01-31 мая 2014

миниобзор arxiv:1405.3838 В каком смысле двойная из нейтронной звезды и черной дыры является святым граалем тестов гравитации? (In what sense a neutron star-black hole binary is the holy grail for testing gravity?)
Authors: Manjari Bagchi, Diego F. Torres
Comments: Received Honorable Mention in the 2014 Awards for Essays on Gravitation by the Gravity Research Foundation

Авторы детально разбирают, чем пары нейтронная звезда (радиопульсар) + черная дыра лучше или хуже других типов двойных в смысле проверок теорий гравитации. Для некоторых тестов, в самом деле, пары с черными дырами лучше, для некоторых - нет. Однако открыть такую пару все равно было бы очень важно (и интересно).

обзор arxiv:1405.4840 Численная относительность и астрофизика (Numerical Relativity and Astrophysics)
Authors: Luis Lehner, Frans Pretorius
Comments: 46 pages, 8 Figures; version of publication to appear in Annual Review of Astronomy and Astrophysics

Довольно популярный обзор по моделированию всяких процессов, где важны эффекты ОТО. В первую очередь это слияния нейтронных звезд и черных дыр.

arxiv:1405.7016 Двойные компактные объекты III: Темп регистрации гравитационно-волновых сигналов (Double Compact Objects III: Gravitational Wave Detection Rates)
Authors: M. Dominik et al.
Comments: 15 pages, 7 figures

Авторы проповдят новые расчеты темпа слияний нейтронных звезд и черных дыр для различных параметров модели. Ожидается, что LIGO И VIRGO после апгрейда будут видеть несколько событий в год. Причем самыми частыми будут слияния двух черных дыр.

Выпуск 312. 01-30 апреля 2014

arxiv:1404.0901 Обнаружение рентгеновского излучения от первой системы из черной дыры и Ве-звезды (Discovery of x-ray emission from the first be/black hole system)
Authors: P. Munar-Adrover et al.
Comments: in press in ApJ Letters, 5 pages, 3 figures

В январе этого года было заявлено об обнаружении первой системы из черной дыры с Ве-звездой (см. arXiv: 1401.3711). Система называется MWC656. Тогда это были лишь оптические наблюдения. Теперь есть и рентген, т.е. открытие подтверждено.

С помощью космического рентгеновского телескопа на спутнике ХММ-Ньютон уалось увидеть очень слабый рентгеновский источник. Его светимость в сто раз меньше солнечной, хотя такая черная дыра могла бы дать источник в десятки миллионов раз ярче. Но низкая эффективность типичная для черных дыр: существенная доля аккрецируемого вещества проваливается внутрь почти не излучая, т.е. унося энергия с собой.

Возможно, в ближайшем будущем систему удасться увидеть и в радио диапазоне. Сейчас есть только верние пределы на радиоизлучение, но новые рентгеновские данные показывают, что радио сигнал можно увидеть, если провести лишь немного более чувствительные наблюдения.

Отмечу, что среди массивных рентгеновских двойных с нейтронными звездами системы с Ве-звездами являются самыми многочисленными. И довольно долго обсуждалось, почему же не видно систем с черными дырами. Видимо, отчасти дело все-таки в их низкой светимости в рентгеновском диапазоне.

arxiv:1404.4933 Кандидат в двойные сверхмассивные черные дыры с миллипарсековым расстоянием в галактике SDSS J120136.02+300305.5 (A milliparsec supermassive black hole binary candidate in the galaxy SDSS J120136.02+300305.5)
Authors: F.K. Liu, Shuo Li, S. Komossa
Comments: 36 pages, 3 figures; KITP report number NSF-KITP-13-222; to appear in ApJ, 786(2014), 103 (May 10 issue)

Довольно интересный подход. В более ранней работе авторы показали, что если звезду разрывают приливные силы сверхмассивной черной дыры, имеющей такого же компаньона на тесной орбите (сотые и тысячные доли парсека - это уже порядка размера планетных систем!), то в кривой блеска будут некоторые особенности. Авторы полагают, что в галактике SDSS J120136.02+300305.5 спутник XMM-Newton увидел как раз нечто подобное. Они пытаются подобрать параметры двойной, чтобы наилучшим образом объяснить данные наблюдений.

в будущем, когда таких событий будут открывать много, можно будет навести статистику по двойным сверхмассивным черным дырам (другим способом разглядеть такую пару очень сложно). А это все крайне важно и актуально в свете грядущих попыток регистрировать гравитационные волны от двойных сверхмассивных черных дыр.

Выпуск 311. 01-31 марта 2014

обзор arxiv:1403.4754 Тесные двойные с белыми карликами, нейтронными звездами и черными дырами: образование, эволюция и связанные явления (Close Binary White Dwarfs, Neutron Stars, Black Holes: Formation, Evolution, and Related Phenomena)
Authors: Konstantin Postnov, Lev Yungelson
Comments: LaTeX 181 pages, 39 figures, 881 references. Revised version of the review Living Reviews in Relativity, vol. 9, no. 6 (2006). Accepted for publication in Liv.Rev.Rel. 2014 (april)

Существенно обновленная и дополненная версия отличного обзора по тесным двойным системам с релятивистскими объектами. Более-менее там есть все, что касается данной области астрофизики.

arxiv:1403.6407 Изучение массы кандидата в черные дыры промежуточных масс HLX-1 с помощью модели SLIMBH (Investigating the mass of the intermediate mass black hole candidate HLX-1 with the SLIMBH model)
Authors: Odele Straub et al.
Comments: 4 figures, 2 tables, submitted to Astronomy and Astrophysics

HLX-1 - один из самых известных ультрамощных источников (ULX). Это тесные двойные системы, в который оценка светимости говорит о том, что аккреция может идти на черную дыру с массой, существенно превосходящей звездную (скажем, для HLX-1 светимость почти в миллиард раз превосходит солнечную). Видимо, в некоторых из ULX в самом деле находятся довольно массивные черные дыры, происхождение которых остается неясным.

Авторы получают новые оценки массы черной дыры в HLX-1. Они находятся в хорошем согласии с более ранними результатами, и поддерживают гипотезу о дыре с массой в тысячи (или даже десятки тысяч) масс Солнца.

Черные дыры

Выпуск 310. 01-28 февраля 2014

arxiv:1402.2644 Вращающаяся пара сверхмассивных черных дыр выявлена по данным VLBI наблюдений джетов S5 1928+738 (A spinning supermassive black hole binary revealed by VLBI data on the jet of S5 1928+738)
Authors: E. Kun et al.
Comments: 13 pages, 7 figures, 6 tables, submitted to MNRAS

В центре каждой уважающей себя галактики сидит сверхмассивная черная дыра. Но когда-то галактики часто сливались друг с другом, значит в центрах многих из них появлялись двойные сверхмассивные черные дыры. Со временем такая пара может в свою очередь слиться. Всплески гравитационных волн от таких событий надеются увидеть с помощью космического интерферометра. Однако часто слияния надо ждать долго, а потому мы можем увидеть в центре галактики сразу две черные дыры. И такие случаи уже известны. Иногда пару дыр идентифицируют по наличию двух пар струй, бьющих из центра галактики. Но даже если мы видим одну струю, то оказывается можно выявить пару и исследовать ее свойства. Именно это впервые удалось авторам.

Они изучали квазар S5 1928+738. Он давно был заподозрен в обладании сразу парой сверхмассивных черных дыр. И там есть струи (джеты). И не просто джеты - а "вихляющие". Такое "кручение хвостом можно объяснять разными причинами, но в данном случае, похоже, причина состоит в том, что орбита пары черных дыр прецессирует, т.е. периодически меняется ее ориентация. Это приводит к тому, что джет "рисует в небе синус". Изучив данные, накопленные за несколько лет, авторы выяснили, что суммарная масса двух черных дыр почти миллиард масс Солнца. Период двойной равен почти 5 годам, а расстояние межды ними - примерно 0.013 парсека (около 0.04 светового года). Пара сольется где-то через полтора миллиона лет (точнее, уже слилась, т.к. наблюдаемый квазар находится на красном смещении z=0.3, свет от него добирался до нас почти 3.5 миллиарда лет, но мы сможем зарегистрировать сигнал от слияния только через полтора миллиона лет). Орбита прецессирует с периодом почти 5000 лет. Именно выявление этого изменения орбиты и является главной новостью.

arxiv:1402.3055 Черные дыры, "стены огня" и хаос в результате гравитационного коллапса (Black Holes, Firewalls and Chaos from Gravitational Collapse)
Authors: Pankaj S. Joshi, Ramesh Narayan
Comments: 10 pages, 3 figures

Учитывая возросший после свежей статьи Хокинга интерес к физике черных дыр, многим будет интересно прочесть и эту работу. Авторы обсуждают ряд парадоксов, связанных с этими объектами, и предлагают возможные решения.

В частности, авторы показывают, что часть парадоксов связана с классическим сценарием, в котором горизонт событий возникает раньше сингулярности. Значит, от этого предполоджения стоит отказаться. Эта модификация нарушает принцип "космической цензуры" (все сингулярности всегда закрыты горизонтом событий), зато помогает решить другие парадоксы.

Отдельно замечу, что не совсем корректно говорить что-нибудь в духе: "Хокинг закрывает черные дыры". Речь лишь идет о том, что те астрофизические объекты, которые мы называем черными дырами, и чьи физические свойства и особенности известны плохо (поскольку никаких экспериментальных или наблюдательных данных по свойствам горизонта, а тем более внутренностей черных дыр, нет), могут описываться моделями, отличными от тех, которые традиционно фигурируют в популярной (и не только) литературе в качестве базового описания.

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

Выпуск 309. 01-31 января 2014

arxiv:1401.3711 Ве-звезда в паре с черной дырой (A Be-type star with a black hole companion)
Authors: J. Casares et al.
Comments: To appear in Nature January 16, 2014. 25 pages, 6 figures and 3 tables, including Methods section and Extended Data.

Впервые обнаружена Ве-звезда в паре с черной дырой. Ситуация довольно любопытна. Это едва ли не ближайшая к нам двойная Ве-звезда (которых известно под сотню). Но видна только сама оптическая звезда. Второй компаньон не виден, и установить его свойства не удавалось. Теперь смогли определить его массу: примерно 4-7 масс Солнца. Из темных объектов им может быть только черная дыра.

Учитывая низкую светимость черной дыры и относительно небольшое расстояние, авторы считают, что еще много таких систем остаются неидентифицированными.

Выпуск 308. 01-31 декабря 2013

arxiv:1312.0337 Загадочная аккреция на черную дыру в ультрамощном рентгеновском источнике M101 ULX-1 (Puzzling accretion onto a black hole in the ultraluminous X-ray source M101 ULX-1)
Authors: Jifeng Liu, Joel N. Bregman, Yu Bai, Stephen Justham, Paul Crowther
Comments: 2013Natur.503..500L

Ультрамощными (ULX) называют рентгеновские источники в тесных двойных системах (вещество течет с обычной звезды на компактный объект, скорее всего - черную дыру), чья светимость по простейшей оценке оказывается хотя бы примерно в 250 000 раз больше солнечной. Это должно насторожить, т.к. это соответствует предельной светимости черной дыры с массой 10 солнечных. В стандартных сценариях это типичная верхняя граница масс черных дыр, образующихся из звезд. Есть два вариант объяснения высокой светимости. Во-первых, это может быть кажущийся эффект. На самом деле светимость меньше, просто источник светит в основном на нас (как прожектор), а потому нам кажется, что он много излучает. Во-вторых, было предложено, что могут существовать т.н. "черные дыры промежуточных масс". Их массы могут составлять десятки, сотни и даже тысячи масс Солнца. Для их образования нужны какие-то специальные эволюционные каналы. Последние годы идут ожесточенные споры - какая из гипотез верна.

Светимость источника ULX-1 в галактике М101 примерно в миллион раз больше солнечной. анализ спектра скорее свидетельствовал в пользу того, что там сидит черная дыра промежуточной массы. Однака новая работа, опубликованная в Nature, говорит об обратном.

Авторам удалось провести спектральные наблюдения, позволяющие определить минимальную массу черной дыры. Она оказалось равной примерно пяти солнечным. Но для точного определения истинной массы необходимо знать, как орбита двойной системы ориентирована относительно нас. Однако можно сказать, какова вероятность той или иной ориентации орбиты, а значит, можно оценить массу. Наиболее вероятно, что масса составляет всего 20-30 солнечных. Т.е., это не черная дыра промежуточной массы. Но тогда возникает загадка: как объяснить мягкий спектр рентгеновского источника?

Собственно, загадочность свойств, по сути, и является основным выводом статьи. Теперь перед теоретиками стоит интересная задача - объяснить, как такое может быть. Существующие модели аккреции на черные дыры не позволяют объяснить весь набор известных свойств источника M101 ULX-1.

обзор arxiv:1312.6698 Наблюдательные указания на существование черных дыр (Observational Evidence for Black Holes)
Authors: Ramesh Narayan, Jeffrey E. McClintock
Comments: 21 pages, 7 figures. To be published in "General Relativity and Gravitation: A Centennial Perspective", Editors: A. Ashtekar, B. Berger, J. Isenberg and M.A.H. MacCallum, Cambridge University Press

Полупопулярый обзор по астрофизике черных дыр. Рассмотрены два основных типа: звездные массы и сверхмассивные. Представлены именно данные наблюдений. По-большому счету написаны хорошо известные вещи, так что обзор в первую очередь будет интересен как раз не специалистам.

Выпуск 307. 19 октября - 30 ноября 2013

обзор arxiv:1311.1841 К горизонту событий - сверхмассивная черная дыра в центре Галактики (Towards the event horizon - the supermassive black hole in the Galactic Center)
Authors: Heino Falcke, Sera Markoff
Comments: review paper, 31 pages, 5 figures, includes "Sgr A* fact sheet" table, accepted for Class. Quantum Grav., focus issue on astrophysical black holes (eds. L. Rezzolla & D. Merritt)

Отличный обзор про Sgr A*. Хороше сведены данные наблюдений, модели, и что еще можно надеяться открыть. В частности, большое внимание уделено возможности наблюдать "тень черной дыры" - линзированное изображение горизонта.

обзор arxiv:1311.5118 Измерения масс для черных дыр звездных и промежуточных масс (Mass Measurements of Stellar and Intermediate Mass Black-Holes)
Authors: J. Casares, P.G. Jonker
Comments: 28 pages, 12 figures. Accepted for publication in Space Science Reviews. Also to appear in hard cover in the Space Sciences Series of ISSI "The Physics of Accretion onto Black Holes" (Springer Publisher)

Обзор посвящен методам определения масс черных дыр в тесных двойных системах с аккрецией. На пальцах там все просто, но есть много засад. Их-то авторы и обсуждают с особым пристрастием и удовольствием. Также авторы отдельно обсуждают черные дыры промежуточных масс в различных сценариях.

arxiv:1311.6918 Радионаблюдения во время двух изменений состояния черной дыры промежуточной массы HLX-1 (Radio Detections During Two State Transitions of the Intermediate Mass Black Hole HLX-1)
Authors: Natalie Webb et al.
Comments: 13 pages, 2012, Science, 337, 554

Это старая статья - 2012 г. Но в архив авторы выложили ее только сейчас. Отчасти, видимо, потому что у них есть новые результаты по этому источнику с черной дырой промежуточной массы - см. arxiv:1311.6917. Но для тех, кто не видел год назад - результат хорош. Это сильный аргумент в пользу того, что по-крайней мере в случае нескольких объектов черные дыры промежуточных масс необходимы для объяснения наблюдаемых явлений.

Выпуск 306. 01-18 октября 2013

миниобзор arxiv:1310.0815 Меню для черных дыр (Menus for Feeding Black Holes)
Authors: Bence Kocsis, Abraham Loeb
Comments: 27 pages. Accepted for publication in Space Science Reviews. Also to appear in hard cover in the Space Sciences Series of ISSI "The Physics of Accretion onto Black Holes" (Springer Publisher)

Хороший обзор по аккреции на черные дыры. Без ненужных деталей, но при этом все самое важное включено. Как раз для студентов.

arxiv:1310.4569 Гравитационно-волновой предел, полученный по пульсарному таймингу, на эволюцию сверхмассивных черных дыр (Gravitational-wave Limits from Pulsar Timing Constrain Supermassive Black Hole Evolution)
Authors: R. M. Shannon et al.
Comments: Published in Science 18 October 2013

Пульсарный тайминг все активнее используется для поиска гравволн от сверхмассивных черных дыр. сам сигнал пока не обнаружен, но вот пределы становятся все интереснее и интереснее. Новый, описываемый в данной статей, ставит важные ограничения на сценарии эволюции сверхмассивных черных дыр, а именно, - на параметры двойных черных дыр.

arxiv:1310.4771 Астрофизические черные дыры могут излучать, но они не испаряются (Astrophysical black holes may radiate, but they do not evaporate)
Authors: George F R Ellis
Comments: 52 pages, 9 Figures, 4 Tables

Сразу надо оговориться: имеется ввиду, что не испаряются полностью. Вообще, все выводы статьи основаны на некоторых предположениях, в которых сам автор не уверен (оно и понятно - это же гипотезы). Общий вывод: многое еще непонятно в излучение Хокинга.

Выпуск 305. 01-30 сентября 2013

arxiv:1309.3652 Точные измерения массы и вращения по таймингу для черной дыры звездной массы: случай GRO J1655-40 (Precise mass and spin measurements for a stellar-mass black hole through X-ray timing: the case of GRO J1655-40)
Authors: S.E. Motta, T.M. Belloni, L.Stella, T. Munoz-Darias, R. Fender
Comments: 16 pages, 4 figures, 3 tables. Submitted to MNRAS

Используя данные по квазипериодическим осцилляциям, авторы смогли одновременно точно измерить параметр вращения и массу черной дыры в рентгеновской двойной GRO J1655-40. M = 5.31 +/- 0.07 солнечных масс, a/M = 0.290 +/- 0.003.

arxiv:1309.4463 Радиоизлучение на масштабе угловых миллисекундн от ульрамощных рентгеновских источников: стационарное излучение джета от чернойдыры промежуточной массы? (Milliarcsec-scale radio emission of ultraluminous X-ray sources: steady jet emission from an intermediate-mass black hole?)
Authors: M. Mezcua, S.A. Farrell, J.C. Gladstone, A.P. Lobanov
Comments: 9 pages, 3 figures, MNRAS accepted

Авторы используют VLBI наблюдения, чтобы исследовать УМРИ (ультрамощные рентгеновские исчтоники). В одном случае обнаружено радиоизлучение, которое может считаться косвенным свидетельством в пользу того, что речь идет о черной дыре промежуточной массы.

Выпуск 304. 01-31 августа 2013

arxiv:1308.3147 Сильное магнитное поле вокруг сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики (A strong magnetic field around the supermassive black hole at the centre of the Galaxy)
Authors: R. P. Eatough et al.
Comments: 15 pages, Advance online publication in Nature, 14/08/13

В центре Галактики есть сверхмассивная черная дыра. На нее течет газ, его видно. Но кое-что важно про свойства газа пока неизвестно. В частности, какие там магнитные поля. Похоже, что статья проливает на эту проблему новый свет.

Авторы используют новые детальные данные по наблюдениям свежеоткрытого радиопульсара (а по совместительству и магнитара) вблизи центра Галактики. Излучение пульсара демонстрирует большое фарадеевское вращение (собственно, исключая сам истоник Sgr A* - сверхмассивную черную дыру, - мера вращения для пульсара PSR J1745-2900 рекордная, болшьше чем у любого другого галактического источника). Авторы полагают, что объяснение этой аномалии может быть связано с сильным магнитном полем в газе, текущем на черную дыру.

Поле получается порядка нескольких миллигаусс на расстоянии порядка 0.1 пк от дыры. Это больше чем значение, получаемое из равнораспределения. Т.е., речь идет о сильном упорядоченном поле. По мере падения газа поле усиливается. Вблизи горизонта получится несколько сотен Гаусс. Это много, и это достаточно для объяснения активности Sgr A*, в частности - для объяснения джета.

Выпуск 301. 15-31 мая 2013

миниобзор arxiv:1305.2991 Вызовы релятивистской астрофизики (Challenges of Relativistic Astrophysics)
Authors: Reuven Opher
Comments: 6 pages, Plenary Talk and in the Proceedings of the 26th Texas Symposium on Relativistic Astrophysics, December 15-20, 2012

Автор приводит краткий субъективный список из 12 проблем, которые по его мнению являются основными вызовами в современной релятивистской астрофизике. Темы в основном относятся к космологии, астрофизике нейтронных звезд и черных дыр. Список во многом странноватый, на мой взгляд, явно отягощенный личными пристрастиями автора.

Выпуск 300. 01-14 мая 2013

обзор arxiv:1305.0816 Транзиентное гравитационно-волновое небо (The Transient Gravitational-Wave Sky)
Authors: Nils Andersson et al.
Comments: 33 pages, 2 figures

Большой понятный обзор по гравитационно-волновой астрономии. Упор сделан на работу LIGO, VIRGO после апгрейда (на типы источников, которые будут регистрировать, на их количество и тп.) и на одновременное обнаружение транзиентов в других диапазонах и видах излучения (гамма-всплески, нейтрино и т.д.).

arxiv:1305.0821 Наблюдения четырех кандидатов в ULX высокой светимости на VLT/FORS2 (VLT/FORS2 observations of four high-luminosity ULX candidates)
Authors: M. Heida et al.
Comments: 8 pages, 3 figures, accepted for publication in MNRAS

Авторы провели спектральные наблюдения четырех кандидатов в ультрамощные источники. Один из них находится в области ионизованного водорода - т.е. это классический ULX. А вот три других кандидата, связанных с эллиптическими галактиками, оказались фоновыми активными ядрами. Это может указывать на то, что многие из кандидатов в ULX на самом деле - фоновые объекты.

Выпуск 299. 01-30 апреля 2013

arxiv:1304.0397 Приливное разрушение сверх-юпитера массивной черной дырой (Tidal disruption of a super-Jupiter by a massive black hole)
Authors: Marek Nikolajuk, Roland Walter
Comments: 8 pages, 10 figures, 4 tables, : Astronomy & Astrophysics, 552, A75 (2013)

В 2011 г. спутник INTEGRAL зарегистрировал жесткий транзиент в сейфертовской галактике NGC 4845. Детальный анализ, приведенный в статье, показывает, что это мог быть объект раз в 15-30 тяжелее Юпитера.

обзор arxiv:1304.7762 Совместная (или нет) эволюция черных дыр и галактик (Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies)
Authors: John Kormendy, Luis C. Ho
Comments: 136 pages, 38 postscript figures, 4 tables; accepted for publication in Volume 51 (2013) of Annual Review of Astronomy and Astrophysics

Большущий обзор по сверхмассивным черным дырам. Известно несколько корреляций свойств черных дыр и галактик. Это можно было бы объяснить совместной эволюцией. С другой стороны, есть и отклонения от этих корреляций, да и критикуют некоторые из них. Так что ясности нет, чем это все и интересно.

Выпуск 298. 01-31 марта 2013

arxiv:1303.0834 Наиболее точное измерение массы внегалактической черной дыры (The Most Precise Extra-Galactic Black-Hole Mass Measurement)
Authors: Andrew Gould
Comments: 5 pages. Submitted to ApJ

Представлена оценка массы черной дыры в галактике NGC 4526. Это не новые наблюдения - это новая обработка и расчеты. неопределенность составляет всего 3 процента. Она была достигнута путем устранения неточности в более ранних вычислениях. Дыра не слишком тяжелая, но и не слишком легкая - 4.5-5 сотен миллионов масс Солнца.

Выпуск 297. 16-28 февраля 2013

обзор arxiv:1302.5485 Двойные с черными дырами и микроквазары (Black Hole Binaries and Microquasars)
Authors: Shuang-Nan Zhang
Comments: 33 pages, 40 figures and 3 tables. Invited review article in a special issue of the journal "Frontiers of Physics", dedicated to the topic of "High energy astrophysics". Eds. Bing Zhang & P\'eter M\'esz\'aros

Хороший полезный обзор, где собрано много ссылок как на обзоры, так и на свежие актуальные результаты. Статья изобилует показательными картинками с наблюдательными данными и моделями. Очень полезно, если вы читаете лекции по этой теме.

Выпуск 296. 01-15 февраля 2013

обзор arxiv:1302.2643 Масса квазаров (The Mass of Quasars)
Authors: Yue Shen
Comments: 57 pages; invited review for a special BASI issue to celebrate 50 years of quasars; Bulletin of the Astronomical Society of India, March 2013, eds D.J. Saikia and R. Srianand

Дается обзор по оценкам масс сверхмассивных черных дыр в квазарах. Подробно, но понятно разбирается, как какие методы работают, как все они друг с другом связаны, какие у кого проблемы и неопределенности.

arxiv:1302.3220 G2 может высветить популяцию черных дыр вблизи центра Галактики (G2 can Illuminate the Black Hole Population near the Galactic Center)
Authors: Imre Bartos et al.
Comments: 4 pages, 2 pictures

Красивая идея (для меня из серии "Почему же мне в голову не пришло?!"). В сентябре этого года вблизи центра Галактики пройдет молекулярное облако G2. Обычно обсуждается, как это облако будет взаимодействовать со сверхмассивной черной дырой в центре Галактики. Но, напоминают нам авторы статьи, в непосредственной близости от центра есть много одиночных черных дыр и нейтронных звезд, которые мы пок ане видим. Однако, прилетевшее облако облако приведет к аккреции на эти компактные объекты. Соответственно, зажгутся рентгеновские источники, которые может увидеть, скажем, обсерватория Чандра.

Выпуск 294. 01-15 января 2012

arxiv:1301.1800 Рентгеновское излучение ультрамассивной черной дыры в NGC1277: рассуждения о происхождении (X-ray emission from the Ultramassive Black Hole candidate NGC1277: implications and speculation on its origin)
Authors: A. C. Fabian, J. S. Sanders, M. Haehnelt, M. J. Rees, J. M. Miller
Comments: 5 pages, 4 figures, MNRAS in press

В галактике NGC1277 заподозрено существование слишком массивной черной дыры (масса более 10 млрд солнечных, хотя по свойствам галактики должно было быть около 100 млн). Это надо объяснять, что авторы и пытаются сделать.

Идея состоит в том, что, во-первых, активность галактического ядра в какой-то момент "выключила" звездообразование (выметание газа), а во-вторых, галактика слишком быстро движется в скоплении, чтобы донабрать еще газа из межгалактической среды. В итоге: дыра большая, а звезд мало.

Выпуск 293. 18-31 декабря 2012

arxiv:1212.5640 Открытие излучающего в Halpha диска вокруг сверхмассивной черной дыры в М31 (Discovery of an Halpha emitting disk around the supermassive black hole of M31)
Authors: R. B. Menezes, J. E. Steiner, T. V. Ricci
Comments: 13 pages, 3 figures, 1 table; 2013, ApJ, 762, L29

Наблюдения в ИК диапазоне на телескопе Gemini показали наличие излучающего в линии Аш-альфа диска вокруг ентральной сверхмассивной черной дыры в Туманности Андромеды. Анализ позволяет сделать оценку массы дыры. Авторы получили значение 40-60 миллионов масс Солнца. Это немного меньше последних оценок, но в целом соответствует среднему по разным оценкам, сделанным разными методами.

Выпуск 291. 15-30 ноября 2012

arxiv:1211.3372 Удержание черных дыр звездных масс в шаровых скоплениях (Retention of Stellar-Mass Black Holes in Globular Clusters)
Authors: Meagan Morscher, Stefan Umbreit, Will M. Farr, Frederic A. Rasio
Comments: 5 pages, 4 figures, 1 table, submitted to ApJL

Традиционно считалось, что в шаровых скоплениях черные дыры могут быть только в самом центре, и их должно быть мало. Связано это с тем, что, будучи заметно масивнее других членов скопления, они быстро сваливаются в центр и взаимодействуют в основном между собой, формируя как бы "государство в государстве". Взаимодействие такого, что большая часть черных дыр выбрасывается. Однако всегда были сомнения. Да еще недавно в М22 открыли пару объектов, которые могут быть или одиночными черными дырами, или дырами с легкими компонентами (типа белых карликов). Это стимулировало более детальное моделирование.

В итоге получается, что некоторые скопления таки могут сохранять десятки черных дыр, что весьма интересно.

arxiv:1211.3651 Выстраивание замагниченных аккреционных дисков и релятивистских струй за счет вращения черных дыр (Alignment of Magnetized Accretion Disks and Relativistic Jets with Spinning Black Holes)
Authors: Jonathan C. McKinney et al.
Comments: 14 main + 29 supplemental pages, 3 total figures, 3 total tables, published in Science (Science Express Nov 15, 2012)

Почему тонкие диски вокруг черных дыр лежат в плоскости экватора - было ясно. А вот толстые ... Авторы представляют результаты численного моделирования. Согласно им и толстые диски ложатся в экваториальную плоскость. Если черная дыра достаточно быстро вразается, то внутренни части диска одатся в экваториальную плоскость, джеты бьют перпендикулярно ей (в направлении оси вращения), и. в итоге, и внешние части диска принимают "правильное" положение.

arxiv:1211.6429 Слишком массивная черная дыра в компактной линзовидной галактике NGC1277 (An Over-Massive Black Hole in the Compact Lenticular Galaxy NGC1277)
Authors: Remco C. E. van den Bosch et al.
Comments: 7 pages. 6 figures. Nature, 2012, vol 491, issue 7426, pp 729-731

В галактике NGC1277 положено быть черной дыре с масой менее 100 млн солнечных, а она там тяжелее 10 млрд! Это рекорд по отношению массы черной дыры к массе звезд.

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

Выпуск 290. 01-15 ноября 2012

миниобзор arxiv:1211.2146 Проверка Общей теории относительности с помощью аккрецирующих черных дыр (Probing General Relativity with Accreting Black Holes)
Authors: A. C. Fabian
Comments: 9 pages, 10 figures, for Proceedings of IAU Symposium 290, Feeding compact objects: Accretion on all scales, eds C.M. Zhang, T. Belloni, M. Mendez & S.N. Zhang

Заголовок не вполне отражает суть, а отражает выраженную в конце обзора надежду. Тем не менее. В заметке полно, но достаточно популярно рассмотрены многие интересные эффекты, наблюдающиеся у источников с аккрецирующими черными дырами и связанные с эффектами сильной гравитации.

Выпуск 289. 06-31 октября 2012

обзор arxiv:1210.3034 Следы прошлой активности в центре Галактики (Traces of past activity in the Galactic Centre)
Authors: Gabriele Ponti et al.
Comments: 43 pages, Invited refereed review. Chapter of the book: "Cosmic ray induced phenomenology in star forming environments" (eds. Olaf Reimer and Diego F. Torres)

После описания современной активности центральной черной дыры нашей Галактики, включая вспышечную активность, автор переходит к описанию окружения черной дыры (в первую очередь, это структура и свойства межзвездной среды: облака и тп.), а это, в свою очередь, позволяет потом обсудить такой интересный вопрос, как активность нашей черной дыры в прошлом. Нет сомнений в том, что некоторое время назад она была вовсе не такой тихой, как сейчас.

arxiv:1210.6132 Структура в основании джета сверхмассивной черной дыры в М87 (Jet Launching Structure Resolved Near the Supermassive Black Hole in M87)
Authors: Sheperd S. Doeleman et. al.
Comments: 12 pages, 3 figures, Science 338, 355 (2012)

С помощью интерферометрических наблюдений на длине волны 1.3 мм удалось разглядеть основание джета в М87. Дошли до масштаба 5-6 шварцшильдовких радиусов. Это позволяет авторам утверждать, что джет непосредственно связан с аккреционным диском. Использовались два телескопа проекта CARMA, телескоп Максвелла и телескоп в Аризоне.

arxiv:1210.6279 Массы и темпы аккреции сверхмассивных черных дыр в активных ядрах галактик по данным обзора INTEGRAL (Masses and Accretion Rates of Supermassive Black Holes in Active Galactic Nuclei from the INTEGRAL Survey)
Authors: G. A. Khorunzhev et al.
Comments: 14 pages, 8 figures, Astronomy Letters, 38, 8 (2012), 475

Проведены оценки масс для 68 близких (z<0.15) сверхмассивных черных дыр, зарегистрированных на спутнике INTEGRAL. Массы получаются меньше, чем по инфракрасным данным.

arxiv:1210.7237 Рентгеновская вспышечная активность Sgr A* по данным шестилетнего мониторинга на Swift (The X-ray flaring properties of Sgr A* during six years of monitoring with Swift)
Authors: N. Degenaar et al.
Comments: 11 pages, 6 figures, 4 tables, submitted to ApJ

Как известно, черная дыра в центре нашей Галактики периодически вспыхивает. Иногда вспышки ярче, иногда - слабее. В статье представлены результаты многолетнего мониторинга этой активности на спутнике Swift. Суммарная экспозиция составила 800 тысяч секунд. Обнаружено шесть ярких вспышек, что позволило существенно увеличить статистику по этим событиям. Всего же, видимо, они происходят раз в несколько дней. Интересно, пишут авторы, будет сравнить, изменится ли темп, когда близко к черной дыре подойдет молекулярное облако (ждать осталось менее года).

Выпуск 288. 21 сентября - 05 октября 2012

arxiv:1209.4524 Первая спектроскопически разрешенная орбита пары сверхмассивных черных дыр (The First Spectroscopically Resolved Sub-parsec Orbit of a Supermassive Binary Black Hole)
Authors: E. Bon et al.
Comments: 29 pages, 10 figures, accepted ApJ

Сейфертовская галактика NGC 4151 давно привлекала внимание исследователей. И, скажем, Окнянский (ГАИШ МГУ) и другие десятилетия назад обнаруживали в переменности ядра характерный период около 16 лет. Но что там творится в детялях - было неизвестно. Авторы же, использовав большой массив (20 лет наблюдений) хороших спектральных данных, показали, что есть и четко определяемый период в изменении скоростей движения. Окончательный вывод сделать трудно, но все очень похоже на то, что там есть пара сверхмассивных черных дыр, а период просто связан с их орбитальным движением. Если это в самом деле так, то система весьма и весьма интересна. Она также является перспективным источником для поиска гравитационных волн на будущих космических интерферометрах.

arxiv:1209.6354 Наблюдения на Chandra-HETGS ярчайшей вспышки Sgr A* (Chandra-HETGS Observations of the Brightest Flare Seen from Sgr A*)
Authors: M. A. Nowak et al.
Comments: To be published in the Astrophysical Journal. Animated GIF of the flare image available at: www.sgra-star.com

9 февраля этого года удалось увидеть самую яркую вспышку цнтральной черной дыры нашей Галактики. Вспышка длилась полтора часа и светимость в рентгене (наблюдения проводились на Чандре) составила 10 в 39 эрг в сек. Это много. Собственно, это рекорд.

arxiv:1209.6533 Поиск гравитационных волн от вспираливания двойных черных дыр, слияний и "звона" по данным LIGO-Virgo за 2009-2010 гг. (Search for Gravitational Waves from Binary Black Hole Inspiral, Merger and Ringdown in LIGO-Virgo Data from 2009-2010)
Authors: The LIGO Scientific Collaboration, the Virgo Collaboration
Comments: 15 pages PDFLaTeX

Авторы приводят результаты поиска гравитационно-волнового сигнала от слияний черных дыр звездных масс (полная масса системы 25-100 масс Солнца). Такие события были бы наблюдаемы с расстояний в сотни Мпк (300 Мпк для пары дыр с массами по 20 солнечных). Ничего, увы, не увидели.

arxiv:1210.0901 Две черные дыры звездных масс в шаровом скоплении М22 (Two stellar-mass black holes in the globular cluster M22)
Authors: Jay Strader et al.
Comments: 17 pages, Nature, in press for October 4 issue

Авторы заявляют о том, что два радиоисточника, открытых ими в шаровом скоплении М22, могут быть черными дырами звездных масс (10-20 масс Солнца). Если это в самом деле так, то это будут первые звездные черные дыры в шаровых скоплениях (есть несколько других кандидатов, но они могут быть массивнее, соответственно, и механизм их формирования может быть иным). В рентгене источники не видны. Авторы полагают, что черные дыры могут образовывать двойные системы с белыми карликами.

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

arxiv:1210.1294 Звезда с наименьшим периодом обращения вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Галактики (The Shortest Known Period Star Orbiting our Galaxy's Supermassive Black Hole)
Authors: L. Meyer et al.
Comments: Science, in press (published Oct 5, 2012). See Science Online for the Supplementary Material

С помощью телескопов Кека удалось открыть еще одну звезду, вращающуюся вокруг нашей центральной черной дыры, и это рекорд: оборот она делает за 11.5 лет. До этого рекорд составлял 6 лет. Наблюдение таких звезд важно для более точного определения массы черной дыры.

Выпуск 287. 01-20 сентября 2012

миниобзор arxiv:1209.1195 Первые массивные черные дыры (The first massive black holes)
Authors: Marta Volonteri
Comments: 8 pages, Very short review to appear in the proceedings of "First Stars IV", held in Kyoto, Japan, May 2012

Хотя я часто привожу ссылки на обзоры по эволюции сверхмассивных черных дыр, этот выделяется особой понятностью при небольшом объеме. Очень четко выделено главное: как среди известного, так и среди проблем.

См. также более обширный обзор arxiv:1209.2243

arxiv:1209.1354 Обнаружение активной сверхмассивной черной дыры в безбалджевой галактике NGC 4561 (Discovery of an active supermassive black hole in the bulge-less galaxy NGC 4561)
Authors: C.Araya Salvo, S. Mathur, H. Ghosh, F. Fiore, L. Ferrarese
Comments: 22 pages, To appear in ApJ

С помощью рентгеновских наблюдений на спутнике XMM-Newton авторы обнаружили сверхмассивную черную дыру в галактике без балджа. Напомню, что существует достаточно хорошая корреляция между массой центральной сверхмассивной черной дыры и массой балджа. Соответственно: нет балджа - нет дыры. А тут виден рентгеновский источник в центре, который лучше всего описывается черной дырой с массой более 20 000 солнечных. Нижний предел на массу не ахти какой, но тем не менее.

Выпуск 285. 01-15 августа 2012

arxiv:1208.1046 200-секундные квазипериодические осцилляции после приливного разрушения звезды спокойной черной дырой (A 200-s Quasi-Periodicity Following the Tidal Disruption of a Star by a Dormant Black Hole)
Authors: R. C. Reis et al.
Comments: Published online 2 August 2012 10.1126/science.1223940

Через 10 дней после регистрации всшпышки 9на спутнике Swift) от приливного разрушения звезды гравитационным полем сверхмассивной черной дыры в центре галактики на z=0.35 в рентгеновских данных спутников XMM и Suzaku были обнаружены 200-секундные квазипериодические осцилляции. Т.е., вокруг черной дыры из вещества разрушенной звезды сформировался аккреционный диск. Квазипериодически осцилляции позволяют оценить массу черной дыры.

миниобзор arxiv:1208.1106 Образование и эволюция массивных черных дыр (The Formation and Evolution of Massive Black Holes)
Authors: Marta Volonteri
Comments: Review for Science Special Issue on black holes; Science 337, 544 (2012)

Первый августовский номер Science посвящен черным дырам. В статье Марты представлен небольшой обзор о механизмах формирования и законах эволюции сверхмассивных черных дыр. Все очень хорошо суммировано. Всем будет доступно и полезно.

О сверхмассивных черных дырах см. также arxiv:1208.1350. Это уже не обзорная статья и не из Science. Люди провели обзор нескольких десятков AGN на спутнике Suzaku с целью изучения линии железа и использования этих данных для диагностики свойства черных дыр и их окружения. В частности, можно определить как вращаются черные дыры. Существенно, что эксремальное вращение не является распространенным свойством.

arxiv:1208.1135 Вспышечное излучение Sagittarius A* (Flare emission from Sagittarius A*)
Authors: A. Eckart et al.
Comments: 14 pages, 3 figures, Conf. Proc. The Central Kiloparsec in Galactic Nuclei; Astronomy at High Angular Resolution 2011 (AHAR2011), held 29.8.2011-2.9.2011 at the DPG Physikzentrum Bad Honnef (Cologne/Bonn) Germany

Анализируются данные одновременных наблюдений в миллиметровом диапазоне, ИК и рентгеновском диапазоне вспышки от черной дыры в центре Галактики.

См. также arxiv:1208.1129, где рассматривается, как новые технические возможности позволят продвинуться в изучении черной дыры в центре Галактики.

миниобзор arxiv:1208.1138 Черные дыры звездных масс и ультрамощные рентгеновские источники (Stellar Mass Black Holes and Ultraluminous X-Ray Sources)
Authors: Rob Fender, Tomaso Belloni
Comments: Review for Science Special Issue on black holes, 2012 August 3. 8 pages, 2 figures; Science 337, 540 (2012)

Еще один миниобзор из специального номера Science. Коротенько суммировано, чо мы знаем о двойных системах с черными дырами. В основном речь идет об истечениях и смене фаз активности.

Выпуск 284. 19-31 июля 2012

обзор arxiv:1207.6755 Исследования центра Галактики: проявления центральной черной дыры (Galactic Center Research: Manifestations of the Central Black Hole)
Authors: Mark Morris, Leo Meyer, Andrea Ghez
Comments: 27 pages, Review article, in press with Review of Astronomy and Astrophysics

Авторы подробно рассматривают несколько вопросов, связанных с активностью центральной черной дыры в нашей Галактике. Это: переменность излучения от источника, связанного с черной дырой; вспышки в последние сотни лет; "тень" черной дыры; центральное звездной скопления (S-star cluster); природа и судьба пылевого облака G2. Все эти вопросы прямо сейчас считаются очень важными и актуальными. Про "тень" советую посмотреть рисунок 12 с мделью того, как это должно выглядеть. Впечатляет!

Выпуск 281. 01-15 июня 2012

миниобзор arxiv:1206.1041 Ранняя история изучения микроквазаров (The Early History of Microquasar Research)
Authors: I. F. Mirabel
Comments: 14 pages, 7 figures. Short version of a course at the XIVth Brazilian School of Cosmology and Gravitation; Chapter 6 in: Cosmology and Gravitation: XIVth Brazilian School of Cosmology and Gravitation, edited by M.Novello and S.E.Perez Bergliaffa, Cambridge Scientific Publishers, 2011

Описано, как в 90-е гг. были открыты первые микроквазары, как это все развивалось, что удалось узнать. А заодно рассмотрено и несколько других тем, касающихся изучения черных дыр звездных масс.

Выпуск 280. 17-31 мая 2012

обзор arxiv:1205.5240 Звездная динамика и слияния с экстремальным отношением масс (Stellar dynamics and extreme-mass ratio inspirals)
Authors: Pau Amaro-Seoane
Comments: 160 pages, two columns. Invited review to Living Reviews in Relativity. Some parts profit from arXiv:astro-ph/0703495, although they have been significantly expanded and improved

Детально рассмотрена звездая динамика в самых центральных областях галактик в неосредственной близи от сверхмассивной черной дыры. Рассмотрен рост массы дыры за счет поглощения звезд, газа и компактных объектов. Начинается статья с обзора по активным ядрам галактик, что тоже довольно интересно описано.

arxiv:1205.6202 Ограничения на природу CID-42: кик от слияния или пара сверхмассивных черных дыр? (Constraints on the Nature of CID-42: Recoil Kick or Supermassive Black Hole Pair?)
Authors: Laura Blecha et al.
Comments: 9 pages, 4 figures. Submitted to MNRAS

Авторы изучают интереснейшую систему. Это яявно пара недавно слившихся галактик. В центральной части видно два сгущения (см. левое изображение). И тут начинаются вопросы. С одной стороны, логично предположить, что мы видим две черные дыры со всем полагающимся окружением. Моделирование такой ситуации показано на правом рисунке. Видно, что положение ярких деталей не совпадает с наблюдаемым (левый рисунок). Поэтому авторы полагают, что реалистичнее другой вариант.

После слияния двух черных дыр итоговый объект может получать большую (до тысяч км в сек) скорость отдачи - кик. Это т.н. эффект гравитационно-волновой ракеты. Так вот, авторы полагают, что юго-восточный (SE) источник - это вылетевшая черная дыра. А северо-западный (NW) - центральное звездное скопление,из которого дыра вылетела. Это подтверждается и рентгеновскими наблюдениями: виден только SE источник. Эта ситуация показана на среднем рисунке.

Авторы отмечают, что отбросить вариант все еще сливающихся дып, равно как и вариант выброса дыры, но не из-за гравитационно-волновой ракеты, а из-за рассеяния на паре черных дыр, нельзя, но они выглядят менее предпочтительными. Если же какой-то из них и реализуется, то система все равно оказывается довольно пекулярной. Так что, как ни крути, а изучать ее надо дальше в больших деталях.

Выпуск 279. 01-16 мая 2012

arxiv:1205.0230 Взгляд Чандры на NGC 4178: самая маломассивная черная дыра в безбалджевой галактике? (The Chandra View of NGC 4178: The Lowest Mass Black Hole in a Bulgeless Disk Galaxy?)
Authors: Nathan Secrest et al.
Comments: 8 pages, Accepted for publication in ApJ

Обычно масса сверхмассивной черной дыры хорошо коррелирует со свойствами балджа галактики, в центре которой она находится. Но есть и исключения. Например, черные дыры в галактиках, где балджа просто нет. В статье представлено изучение еще одного случая.

В безбалджевой галактике NGC 4178 обнаружен центральный источник с болометрической светимостью около 10⁴³ эрг в секунду. Авторы полагают, что вероятнее всего это черная дыра с массой десятки тысяч солнечных.

arxiv:1205.0252 УФ-оптическая вспышка от приливного разрыва гелиевого звездного ядра (An ultraviolet-optical flare from the tidal disruption of a helium-rich stellar core)
Authors: S. Gezari et al.
Comments: 31 pages, To appear in Nature on May 10, 2012

Открыли и детально исследовали вспышку, связанную с приливным разрывом звезды сверхмассивной черной дырой. Открыли на PAN-STARRS. Также видел GALEX. А потом отнаблюдали и на Чандре. Вспышка наблюдалась в мае 2010 г.

Вспышка произошла в не-активной галактике на z=0.17. Новизна в том, что удаетя достаточно точно определить момент разрыва благодаря тому, что прописан рост кривой блеска.

Масса черной дыры - около 2 миллионов солнечных. Звезда была ядром красного гиганта.

Выпуск 276. 17-31 марта 2012

обзор arxiv:1203.6075 Образование первых массивных черных дыр (The Formation of the First Massive Black Holes)
Authors: Zoltan Haiman
Comments: 47 pages with 306 references; this review is a chapter in "The First Galaxies - Theoretical Predictions and Observational Clues", Springer Astrophysics and Space Science Library, Eds. T. Wiklind, V. Bromm & B. Mobasher, in press

Существует два основных сценария образования того, что потом станет сверхмассивными черными дырами. Первый связан с дырами, образующимися из звезд самого первого "призыва". Второй - с коллапсом массивных облаков. В обзоре дается описание двух сценариев, сравнивается, как они описывают наблюдения и с какими сложностями сталкиваются. Наконец, обсуждается, как наблюдения ближайших, скажем, 10-15 лет могут помочь разобраться в этом вопросе.

Выпуск 275. 01-16 марта 2012

arxiv:1203.1641 Исследование необычно высоких отношении масс черных дыр и балджа в NGC4342 и NGC4291: асинхронный рост балджей и черных дыр (Exploring the unusually high black hole-to-bulge mass ratios in NGC4342 and NGC4291: the asynchronous growth of bulges and black holes)
Authors: Akos Bogdan et al.
Comments: 9 pages, 6 figures, submitted to ApJ

Как известно, большинство галактик показывает хорошую корреляцию масс центральных сверхмассивных черных дыр с массой балджа. Строятся модели, призванные описать возникновение такой корреляции. Например, появилась статья arxiv:1203.1628, в которой представлена остроумная модель. Аккреция в основном идет в ней через оболочку, в которой вещество задерживается, а потом может как упасть в черную дыру, так и быть выброшено. Однако, если масса балджа велика, то выброшенное вещество далеко не улетит, и в итоге все равно попадет в дыру. Так можно сформировать корреляцию между массой черной дыры и балджа.

Но часть галактик выпадает из общей корреляции. Подтверждено, что у галактик NGC 4849 и NGC 3842 черные дыры слишком массивные (arxiv:1203.1620). Тут речь идет о самых массивных дырах и галактиках. Но есть особенности и у легких галактик.

Авторы исследовали галактики NGC4342 и NGC4291. У них также черные дыры слишком тяжелые для наблюдаемых балджей. В статье исследуется, как обстоят дела с гало темной материи в этих объектах. Оказывается, что гало там тяжелые. Это говорит в пользу того, что главная корреляция существует не между массой дыры и балджа, а между массами дыр и гало. Авторы полагают, что в процессе роста галактики могли получать газ с малым угловым моментом. Это приводило к тому, что он с легкостью попадал в центральную область, а затем - в черную дыру. Т.о., звезд из газа образовывалось мало (небольшой балдж), - а вот дыра распухала очень активно.

arxiv:1203.3077 Исследование киков черных дыр звездных масс (Investigating stellar-mass black hole kicks)
Authors: Serena Repetto, Melvyn B. Davies, Steinn Sigurdsson
Comments: 11 pages, 8 figures, 4 tables, submitted to MNRAS

Авторы на основе численного моделирования показывают, что черные дыры могут получать существенные начальные импульсы. Скорости оказываются сравнимыми со скоростями нейтронных звезд (что означает, что импульс в случае черных дыр больше, т.к. больше масса). Конечно, такие расчеты - это не истина в последней инстанции, но результат любопытный.

arxiv:1202.3090 Размышления о концепциях для релятивистской гравитации (Thoughts about a conceptual framework for relativistic gravity)
Authors: Bernard F. Schutz
Comments: 11 pages, Talk presented at the conference History of General Relativity 7 (HGR7), Canary Islands, 2005

Очень интересное эссе о развитии теории гравитации. Автор особенно детально обсуждает период "застоя" в 30-е-50-е гг. прошлого века (именно к этому времени относятся ехидные комментарии Фейнмана, например). Автор полагает, что причиной было отсутствие физически понятных концепций и вообще отсутствие стремления быть ближе к физике.

Выпуск 272. 19-31 января 2012

arxiv:1201.5680 Распределение энергии в ультрафиолетовой части спектра черных дыр и нейтронных звезд в спокойном состоянии (The Ultraviolet Spectral Energy Distributions of Quiescent Black Holes and Neutron Stars )
Authors: R.I. Hynes, E.L. Robinson
Comments: 16 pages, Accepted for publication in the Astrophysical Journal

Речь идет об аккрецирующих компактных объектах в тесных двойных системах. В некоторых из таких систем поток рентгеновского излучения то возрастает, то уменьшается. Состояние с низким потоком называют спокойным. Давно обсуждается, можно ли надежно отличить систему с нейтронной звездой от системы с черной дырой. Авторы делают новый важный шаг в этом направлении.

У систем с нейтронной звездой рентгеновская светимость выше ультрафиолетовой, у черных дыр - наоборот. Отношение потоков должно лучше дискриминировать между системами с черными дырами и нейтронными звездами. И причина должна быть более хитрой, чем просто разница в темпе аккреции.

Выпуск 269. 01-19 декабря 2011

arxiv:1112.1078 Две черные с массами по 10 миллиардов солнечных в центрах гигантских эллиптических галактик (Two ten-billion-solar-mass black holes at the centres of giant elliptical galaxies)
Authors: Nicholas J. McConnell et al.
Comments: To be published in the December 8 edition of Nature. Body: 4 pg, 3 figures. Supplement: 8 pg, 7 figures, 4 tables

Получены хорошие оценки массы для двух сверхмассивных черных дыр. Самим фактом оценок никого не удивишь, но - рекорд! Массы дыр по 10 миллиардов солнечных. До этого такие дыры существовали лишь в компьютерных моделях. Важно, что это не просто рекорд, но и новая задача для моделей формирования и эволюции таких объектов. Обе дыры заметно массивнее, чем получается из обычной корреляции дисперсии скоростей галактики или светимости балджа и массы центрального объекта. Авторы полагают, что для самых массивных черных дыр (и галактик) корреляция дает сбой из-за существенной роли еще какого-то механизма роста массы.

обзор arxiv:1112.1949 Что регулирует рост черных дыр? (What Drives the Growth of Black Holes?)
Authors: David M. Alexander, Ryan C. Hickox
Comments: 42 pages, 8 figures; Extensive review to appear in New Astronomy Reviews

Большой понятный обзор по сверхмассивным черным дырам. Основной упор сделан на их эволюцию, набор массы и тп., но по ходу рассказывается обо всех основных аспектах астрофизики сверхмассивных черных дыр. Читается легко.

arxiv:1112.2151 Перспективы зондирования пространства-времени вокруг Sgr A* с помощью пульсаров (Prospects for Probing the Spacetime of Sgr A* with Pulsars)
Authors: K. Liu, N. Wex, M. Kramer, J. M. Cordes, T. J. W. Lazio
Comments: 12 pages, 10 Figures, accepted for publication in ApJ

Новые большие радиотелескопы (типа SKA) нужны не столько для того, чтобы открыть больше пульсаров, а для того, чтобы открыть интересные объекты. Одна из интересных возможностей связана с обнарудением пульсаров вблизи центральной сверхмассивной черной дыры в нашей Галактике. Это позволит изучить свойства дыры и провести тесты общей теории относительности. Кроме того, это даст нам очень точное определение расстояния до центра Галактики.

arxiv:1112.2249 Обзор аккреции на черные дыры звездных масс на Swift (A Swift survey of accretion onto stellar-mass black holes)
Authors: Mark Reynolds, Jon Miller
Comments: 23 pages, 4 tables, 20 figures, Submitted to ApJ

Авторы приводят данные многолетних наблюдений аккрецирующих черных дыр в двойных звездных системах на спутнике Swift. Представлены результаты обработки почти 500 спектров. Это самая большая выборка.

Выпуск 267. 20-31 октября 2011

arxiv:1110.6872 Вспышки Sgr A*: приливное разрушение астероидов и планет? (Sgr A* flares: tidal disruption of asteroids and planets?)
Authors: Kastytis Zubovas, Sergei Nayakshin, Sera Markoff
Comments: 11 pages. MNRAS submitted

Как известно, наша сверхмассивная черная дыра иногда "всхрапывает". Причины такое слабой нерегулярной активности неизвестны. Авторы развивают одну из моделей. Она состоит в том, что разрушение и испарение астреода с размером километров в 10 способно объяснить вспышки. Для разрушения астероиду надо подобраться примерно на 1 а.е. от дыры. Там есть аккреционный поток, что приводит в испарению фрагментов. зредко могут разрушаться и более крупные тела. Авторы обсуждают возможность того, что активность центра галактики, имевшая место около 300 лет назад, может быть связана с разрушением планеты размером с Юпитер.

Выпуск 264. 01-17 сентября 2011

arxiv:1109.0483 Тесная пара черных дыр в ядре спиральной галактики NGC 3393 (A Close Nuclear Black Hole Pair in the Spiral Galaxy NGC 3393)
Authors: G. Fabbiano, Wang Junfeng, M. Elvis, G. Risaliti
Comments: 19 pages, Preprint (not final) version of a paper to appear in Nature

По данным наблюдений на Чандре авторы показывают наличие тесной (около 130 пк) пары сверхмассивных (миллионы масс Солнца, или даже десятки миллионов) черных дыр в сейфертовской спиральной галактике. Обсуждая возможный канал образования такой пары, авторы сколоняются к мысли о слиянии галактик разной массы. Тогда это вдвойне интересно, т.к. другие известные пары сверхмассивных черных дыр по всей видимости связаны с т.н. "большими слияниями" крупных галактик равных масс.

обзор arxiv:1109.1610 Ультрамощные рентгеновские источники в эпоху Чандры и ХММ-Ньютон (Ultraluminous X-ray Sources in the Chandra and XMM-Newton Era)
Authors: Hua Feng, Roberto Soria
Comments: Solicited review in New Astronomy Reviews; accepted for publication, 21 pages, 5 figures

Обзор посвящен ультрамощным источникам. По немногу описаны все аспекты, включая свойства галактик, в которых наблюдаются эти источники, а также сценарии происхождения различных источников и черных дыр в них. Авторы заключают, что хотя есть пара кандидатов, в которых очень вероятно наличие черных дыр промежуточных масс, основная масса источников не требует введения такой экзотики. Т.е., популяция разнородна, но доминируют в ней источники с околокритической светимостью и неоднородным потоком, где аккреция идет на черные дыры звездных масс. Некоторые надежды на серьезное увеличение статистики УМИ авторы связывают с работой телескопа eROSITA.

обзор arxiv:1109.3388 Транзиенты с черными дырами (Black hole transients)
Authors: Tomaso M. Belloni et al.
Comments: 20 pages, 6 figures. To appear in the 2011 September special issue of the Bulletin of the Astronomical Society of India on transients at different wavelengths, edited by D.J. Saikia and D.A. Green

Очередной обзор по наблюдениям транзиентных рентгеновских источников в тесных двойных системах с черными дырами. Годы работы спутника RXTE дали массу материала. Кроме того, наблюдения проводились и в других диапазонах. Постепенно выкристаллизовалась физическая картина происходящего. Все это есть в обзоре.

Выпуск 263. 15-31 августа 2011

arxiv:1108.3229 Рост сверхмассивных черных дыр в галактиках с мощным звездообразованием в разные эпохи: ограничения по глубочайшим полям Чандры (Supermassive Black Hole Growth in Starburst Galaxies over Cosmic Time: Constraints from the Deepest Chandra Fields)
Authors: D. A. Rafferty et al.
Comments: 25 pages, 14 figures, accepted for publication in ApJ

Авторы исследовали большую выборку галактик с беольшим темпом звездобразования. Чем выше этот темп, тем больше доля активных ядер. Кроме того, анализ выборки свидетельствует о том, что и на больших красных смещениях рост массы черной дыры идет параллельно росту массы балджа.

arxiv:1108.5988 1H0707-495 в 2011: рентгеновский источник внутри расстояния в один гравитационный радиус от горизонта событий (1H0707-495 in 2011: An X-ray source within a gravitational radius of the event horizon)
Authors: A.C. Fabian et al.
Comments: 9 pages, 19 figures, MNRAS in press

Впервые исследован источник, у которого основная доля излучения приходит из областей, крайне близких к горизонту черной дыры. У этой сейфертовской галактики в активном ядре большая часть излучения в диске генерируется на растоянии менее двух гравитационных радиусов от сингулярности. Т.е. речь идет об области, удаленной менее чем на один гравитационны радиус от горизонта событий. Разумеется, обсуждаются и другие интерпретации данных, но, по мнению авторов, они менее вероятны.

обзор arxiv:1108.6266 Расширенные теории гравитации (Extended Theories of Gravity)
Authors: Salvatore Capozziello, Mariafelicia De Laurentis
Comments: 184 pages, 3 figures, to appear in Physics Reports

Большой обзор по текоторым теориям гравитации, являющимся расширением ОТО. Рассматриваются многие космологические проблемы в контксте этих теорий.

Выпуск 260. 15-30 июня 2011

arxiv:1106.3079 Рост черных дыр в молодой вселенной саморегулируется и существенно скрыт от взоров (Black hole growth in the early Universe is self-regulated and largely hidden from view)
Authors: Ezequiel Treister et al.
Comments: 9 pages, Nature (June 16, 2011)

И эти авторы использовали возможности спутника Чандра для наблюдения сверхмассивных черных дыр в галактиках. Но тут они пошли дальше. Не в том смысле, что ближе к черной дыре, а дальше от нас: на большие красные смещения.

Авторы взяли южное глубокое поле Чандры, и использовали три выборки галактик на z~6, 7, 8 (соответственно, чуть меньше миллиарда, чуть меньше 800 миллионов, и около 650 миллионов лет после начала расширения). В первой было более 300 галактик, в двух остальных примерно по полсотни. Да еще добавили полторы сотни галактик с z~6 из северного глубокого поля. Наблюдения на Чандре показали, что из первой выборки (z~6) часть галактик видны в рентгене (после сложения данных, индивидуально галактики не видны все равно), а из двух более далеких не видно ничего (даже, разумеется, с учетом сложения данных). Осмысление этих результатов позволяет продвинуться в понимании того, как росли массы черных дыр.

Было обнаружено, что для черных дыр на z~6 поток в жестком рентгене сильно превосходит поток в мягком рентгене. Это говорит о том, что очень велико поглощение прямо в окрестности аккрецирующих сверхмассивных черных дыр. Из этого следует два вывода. Во-первых, такие объекты не могли вносить существенный вклад в реионизацию вселенной. Во-вторых, данные по реионизации (ограничения на ультрафиолетовый поток) не важны для аккрецирующих сверхмассивных черных дыр, т.е. нет существенных ограничений а их рост на больших красных смещениях.

Интересные данные получены по эволюции функции светимости черных дыр. Для слабых источников на z~6 все примерно также, как на z~3. А вот очень ярких черных дыр на больших красных смещениях меньше. Это может быть лишь видимым эффектом из-за более сильного поглощения на больших красных смещениях (речь идет о поглощающем материале непосредственно вблизи черной дыры).

Также, наблюдения дают косвенные аргументы в пользу того, что корреляция между массами черных и массами балджей галактик сохраняется и на больших красных смещениях. Определить же, какая из моделей формирования зародышей сверхмассивных черных дыр (первые звезды или коллапс больших облаков газа) верна, пока не удается.

arxiv:1106.3688 Тригонометрический параллакс Лебедя Х-1 (The Trigonometric Parallax of Cygnus X-1)
Authors: Mark J. Reid et al.
Comments: Paper I of three papers on Cygnus X-1; 13 pages, 3 figures, ApJ submitted

В серии из трех статей (см. также arxiv:1106.3689 и arxiv:1106.3690) авторы представляют новые данные наблюдений самого известного кандидата в черные дыры - системы Лебедь Х-1.

Во-первых, авторы измеряют тригонометрический параллакс. Это дает точное расстояние до системы: 1.75-1.98 килопарсек. Зная расстояние, можно с более высокой точность определять и другие параметры. Например, массы объектов. Масса черной дыры получается равной 14-16 солнечных. Кроме этого, авторы смогли установить, что черная дыра вращается очень быстро. Параметр вращения, a, более 0.97 на уровне 3 сигма.

Измерения параллакса проводились на системе VLBA. Анализ данных показывает, что в результате взрыва сверхновой компактный объект не получил существенной дополнительной скорости.

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

arxiv:1106.6088 Мощный квазар на красном смещении z = 7.085 (A luminous quasar at a redshift of z = 7.085)
Authors: Daniel J. Mortlock et al.
Comments: 5 pages, 4 figures; Nature, 2011, v474, p616

Обнаружен самый далекий квазар. Красное смещение измерено достоверно и с высокой точностью. Отмечу, что это не рекордно далекий объект. Но важно тут то, что данные по светимости позволяют получить нижний предел на массу черной дыры. Дыра большая. Это ставит вопросы перед моделями формирования зародышей сверхмассивных черных дыр. По всей видимости, в данном случае зародыш не мог образоваться из обычной массивной звезды популяции III.

См. также arxiv:1106.6089 и arxiv:1106.6090.

Выпуск 257. 01-12 мая 2011

arxiv:1105.0883 Аномальная спокойная черная дыра звездной массы (An Anomalous Quiescent Stellar Mass Black Hole)
Authors: Mark Reynolds, Jon Miller
Comments: 5 pages, 4 figures, formatted using emulateapj.cls. Accepted for publication in ApJ Letters

Многие компактные объекты в тесных двойных системах показывают транзиентную активность. Т.е., они то имеют высокую светимость, то уходят в спокойное состояние. В спокойном состоянии источники с нейтронными звездами и с черными дырами имеют разные свойства. На нейтронную звезду трудно сбросить вещество "по-тихому". Поэтому в среднем черные дыры в спокойном состоянии имеют светимости на два порядка меньше, чем нейтронные звезды. Но не все.

Авторы рассказывают о системе GS 1354-64, которая в спокойном состоянии имеет высокую (типичную для нейтронных звезд) светимость. При этом со всех остальных точек зрения (включая определение массы) это отличный кандидат в черные дыры. По всей видимости, объяснение следует искать в свойствах аккреционного диска этой системы.

Выпуск 256. 23-30 апреля 2011

обзор arxiv:1104.4797 Образование и эволюция зародышей массивных черных дыр в ранней вселенной (The formation and evolution of massive black hole seeds in the early Universe)
Authors: Priyamvada Natarajan
Comments: 18 pages, invited review, to appear in the Chandra Centennial issue of the Bulletin of the Astronomical Society of India

Хороший обзор по росту масс сверхмассивных черных дыр, начиная с зародышей, возникших из первых массивных звезд еще до образования галактик.

arxiv:1104.5228 Наблюдения MAXI J1659-152 на спутнике Swift: тесная двойная с черной дырой (Swift Observations of MAXI J1659-152: A Compact Binary with a Black Hole Accretor)
Authors: J.A. Kennea et al.
Comments: Accepted for publication in ApJ. 9 pages, 7 figures

В статье описаны наблюдения нового рентгеновского источника MAXI J1659-152 на спутнике Swift. Объект был открыт этим аппаратом практически одновременно с MAXI (напомню, что это японский детектор, установленный на МКС). Swift может наблюдать источник в широком диапазоне и точнее определяет координаты. В частности, объект был зарегистрирован и с помощью УФ-телескопа UVOT.

Поведение источника позволяет классифицировать его как кандидат в черные дыры. Кроме того, в рентгеновской кривой блеска обнаружена периодичность, которая может быть связана с орбитальным движением. Если это так, то у системы рекордно короткий период, равный 2.6 часа. До этого рекорд (3.2 часа) принадлежал одному из источников, открытому Swift.

обзор arxiv:1104.5499 Аккреционные диски черных дыр (Black Hole Accretion Disks)
Authors: Marek A. Abramowicz, P. Chris Fragile
Comments: 58 pages, 22 figures, submitted to Living Reviews in Relativity

Большой, подробный, местами очень технический обзор по аккреции на черные дыры. Описаны все основные типы аналитических решений, а также некоторые численные модели.

Выпуск 255. 13-22 апреля 2011

arxiv:1104.3356 Очень яркий всеволновой всплеск в ядре далекой галактики (An extremely luminous panchromatic outburst from the nucleus of a distant galaxy)
Authors: A. J. Levan et al.
Comments: 36 pages

В статье описываются наблюдения недавнего гамма-всплеска, о котором уже шла речь выше. Представлены наблюдения во всех спектральных диапазонах. Наиболее вероятно, что мы имеем дело с приливным разрывом звезды сверхмассивной черной дырой.

Оптические наблюдения показали, что источник находится в самом центре галактики на z=0.35. В гамма-диапазоне это был самый долгий гамма-всплеск, а с другой стороны-самая яркая рентгеновская вспышка из центральной области какой-либо галактики. Источник был также зарегистрирован в ИК и радио диапазонах. Примерно за миллион секунд было выделено около 10 в 53 эрг. Это под 10 процентов от массы покоя Солнца. Спектр был похож на спектры блазаров.

См. также arxiv:1104.3257. Там детально развивается модель приливного разрыва в приложении к данному всплеску.

обзор arxiv:1104.3741 Ключевые проблемы в сегодняшней физике черных дыр (Key problems in black hole physics today)
Authors: Pankaj S. Joshi
Comments: Invited article in Bulletin of the Astronomical Society of India, Chandra Centennial Issue (eds D.J. Saikia and Virginia Trimble); 20 pages, 6 figures

В статье рассмотрена судьба коллапсирующей звезды, голые сингулярности и некоторые другие вопросы.

arxiv:1104.3099 Закручивание света вокруг вращающихся черных дыр (Twisting of light around rotating black holes)
Authors: Fabrizio Tamburini et al.
Comments: 18 pages (11 pages in form of an Appendix). Total number of figures: 5, Nature Physics Volume: 7, Pages: 195-197 Year published: (2011)

Авторы обсуждают новый релятивистский эффект, связанный с распространением света в окрестности вращающихся черных дыр. Это т.н. "орбитальный момент фотонов". Потенциально наблюдаемый эффект связан с топологическими свойствами волнового фронта. Авторы обсуждают, как можно пронаблюдать эффект (для этого нужен или космический телескоп, или очень хорошая адаптивная оптика). Обнаружение эффекта позволит определять спин черных дыр.

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

Выпуск 250 !!!. 01-17 февраля 2011

arxiv:1102.2102 MAXI J1659-152: Двойная с черной дырой с самым коротким орбитальным периодом (MAXI J1659-152: the shortest orbital period black-hole binary)
Authors: E. Kuulkers et al.
Comments: 5 pages, 4 figures, to be published in the proceedings of the 4th International MAXI Workshop `The First Year of MAXI: Monitoring variable X-ray sources', 2010 Nov 30 - Dec 2, Tokyo, Japan

Обнаружена самая компактная двойная система с черной дырой. Орбитальный период составляет всего лишь 2.4 часа. До этого рекорд составлял 3.2 часа.

Выпуск 249. 15-31 января 2011

arxiv:1101.3781 Сверхмассивные черные дыры не коррелируют с галактическими дисками или псевдобалджами (Supermassive black holes do not correlate with galaxy disks or pseudobulges)
Authors: John Kormendy, R. Bender, M. E. Cornell
Comments: 6 pages, 3 Postscript figures, 1 table; to appear in Nature (20 January 2011)

В Nature появилось сразу две статьи (а также комментарий Пиблса к ним), посвященные свойствам сверхмассивных черных дыр и галактик, в которых они находятся. В первой из статей (arXiv:1011.3781) во-первых подтверждается, что массы сверхмассивных черных дыр не коррелируют с дисками, а во-вторых, показывается, что нет корреляций и с псевдобалждами. Авторы полагают, что есть два режима роста массы черных дыр. Один имеет место в галактикам с мощными балджами, и там есть хорошая корреляция. Это стандартный механизм быстрого роста массы черных дыр и балджа за счет слияний сравнимых по массе галактик. Второй происходит в галактиках без существенных балджей, там корреляции нет, а активное ядро проявляет себя как слабый сейферт. Соответственно, в таких галактиках не было крупных слияний.

Вторая статья (arXiv: 1101.4650), на мой взгляд, более интересна. Авторы рассматривают, как масса черной дыры коррелирует с массой гало темной материи. Оказывается, что корреляция есть только в том случае, если у галактики есть балдж. Т.е., все равно балдж важнее всего для судьбы черной дыры. А так, даже при наличии массивного гало из темного вещества без балджа большой черной дыры не получается. Т.е., совместно с черной дырой эволюционирует только балдж. Все остальное живет своей жизнью.

Важно отметить, что полученные результаты укладываются в стандартную картину, лишь добавляя к ней важные детали.

Выпуск 248. 01-14 января 2011

arxiv:1101.0811 Измерение вращения аккрецирующих черных дыр (Measuring the Spins of Accreting Black Holes)
Authors: Jeffrey E. McClintock et al.
Comments: 28 pages, 6 figures. Accepted for publication in Classical and Quantum Gravity; Proceedings of GR19; Eds. D. Marolf and D. Sudarsky

Авторы подробно описывают один из методов определения параметра вращения черной дыры (по непрерывному спектру) и представляют результаты. Метод основан на определении радиуса последней устойчивой орбиты по данным о непрерывном спектре диска. В основе лежит модель Новикова-Торна (1973), являющаяся обобщением модели Шакуры-Сюняева. Результаты приведены для 8 объектов в двойных системах. Заслуживает внимания, что в трех случаях параметр вращения мал. В одном (А0620-00) он вообще равен 0.12+/-0.18.

Выпуск 244. 01-12 ноября 2010

arxiv:1011.1224 Мурлыканье спрятавшегося чудовища: десятилетние наблюдения сверхмассивной черной дыры в М31 на Чандре (The Murmur of The Hidden Monster: Chandra's Decadal View of The Super-massive Black Hole in M31)
Authors: Zhiyuan Li et al.
Comments:

В Туманности Андромеды, как и в нашей Галактике, есть сверхмассивная черная дыра. Причем, в М31 она раз в 50 тяжелее - ее масса 100-200 миллионов солнечных. Так же, как и у нас, "монстр спит": светимость составляет миллиардные доли от Эддингтоновской. Правда, у нас дыра время от времени "всхрапывает" во сне: происходят вспышки. Теперь такие вспышки открыли и в М31.

arxiv:1011.1254 Исследования природы ярчайшего гипер-мощного рентгеновского источника (Exploring the Nature of the Brightest Hyper-luminous X-ray Source)
Authors: Sean Farrell et al.
Comments: 6 pages, 6 figures. Accepted for publication in the Astronomische Nachrichten, to appear in the proceedings of the conference "Ultra-Luminous X-ray sources and Middle Weight Black Holes" (Madrid, May 24-26, 2010)

Среди т.н. ультрамощных рентгеновских источников выделяют гипермощные. Их светимость превосходит 10⁴¹ эрг в сек. Именно они считаются кандидатами в черных дыры промежуточных масс (сотни масс солнца). Самый мощный из них - HLX-1. В статье описываются новые данные по этому источнику, которые. как полагают авторы, продолжают поддерживать интерпретацию, согласно которой это тесная двойная система с черной дырой с массой около 500 солнечных.

arxiv:1011.1459 Распределение масс черных дыр звездных масс (The Mass Distribution of Stellar-Mass Black Holes)
Authors: Will M. Farr et al.
Comments: 54 pages, 21 figures, submitted to ApJ

Используя данные по 20 двойным системам (из них 15 с маломассивными компаньонами), авторы пробуют изучить свойства распределения черных дыр по массам. В большинстве вариантов виден довольно резкий пик на 6-7 массах солнца. Существенно, что с большой вероятностью существует пробел между массами самых массивных нейтронных звезд (примерно 2 солнечных) и самыми легкими черными дырами (примерно 4 массы Солнца).

миниобзор arxiv:1011.2062 Фундаментальная физика и космология на LISA (Fundamental physics and cosmology with LISA)
Authors: Based on the talk given at GR19. 10 pages, 2 figures
Comments: Stanislav Babak et al.

В статье описывается, какие новые данные, полезные для фундаментальной физики, будут получены на космическом лазерном интерферометре LISA. Это данные по космическим струнам, по реликтовым гравволнам, оставшимся от эпохи инфляции, проверки теории гравитации и данные по черным дырам. Последнее подразумевает, что можно будет существенно продвинуться в понимании того: а на самом ли деле это черные дыры.

arxiv:1011.2472 VLBI наблюдения Sgr A* на 1.3 мм: регистрация переменности излучения на масштабе горизонта событий (1.3 mm Wavelength VLBI of Sagittarius A*: Detection of Time-Variable Emission on Event Horizon Scales)
Authors: Vincent L. Fish, et al.
Comments: 8 pages, submitted to ApJL

Угловой размер горизонта черной дыры в центре нашей Галактики составляет примерно 10 микросекунд дуги. Это самый большой видимый размер горизонта. Соответственно, люди пытаются подобраться к этому масштабу. Для современных VLBI-наблюдений достижим масштаб в десятки микросекунд, т.е. Всего лишь несколько (менее 10) размеров горизонта.

В статье описываются новые наблюдения, в которых обнаружена переменность (на уровне 17 процентов) на масштабе порядка дня в области с размером несколько десятков микросекунд. Кроме того, авторы смотрят, как разные модели вписываются в данные наблюдений. Есть надежда, что уже следующее поколение VLBI-наблюдений сможет действительно в деталях изучать, что же происходит вблизи горизонта черной дыры в SgrA*.

Выпуск 243. 19-31 октября 2010

обзор arxiv:1010.5260 Двойные черные дыры, гравитационные волны и численная относительность (Black-hole binaries, gravitational waves, and numerical relativity)
Authors: Joan M. Centrella et al.
Comments: 53 pages, 42 figures. Review article submitted to Reviews of Modern Physics

Большой подробный обзор, посвященный теоретическим исследованиям слияний черных дыр и приложениям результатов к поиску гравволнового сигнала. Обзор, на удивление, не перегружен формулами. Легким чтением он не является, но разобраться во всем можно без особых проблем.

Выпуск 239. 19-31 августа 2010

arxiv:1008.4382 Радио перепись двойных сверхмассивных черных дыр (A Radio Census of Binary Supermassive Black Holes)
Authors: Sarah Burke-Spolaor
Comments: 11 Pages, 7 figures, accepted for publication in MNRAS

Автор использовала большой каталог радионаблюдений для поиска двойных черных дыр в активных ядрах галактик. Идея в том, что, если при сближении черных дыр есть т.н. "проблема последнего парсека", то будет обнаружено большое количество источников с расстояниями между дуррами от 0.01 до 10 пк. Ничего такого нет. Т.е., природа все-таки находит какой-то путь, чтобы быстро сблизить две дыры.

Выпуск 237. 17-31 июля 2010

arxiv:1007.2851 Точное измерение масс черных дыр по мегамазерам: соотношение масс черных дыр и балджа для малых масс (Precise Black Hole Masses From Megamaser Disks: Black Hole-Bulge Relations at Low Mass)
Authors: J. E. Greene et al.
Comments: 21 pages, 14 figures, accepted for publication in the Astrophysical Journal

Существует известная корреляция масс черных дыр в центрах галактик с дисперсией звездных скоростей. Однако хорошо эта зависимость установлена для эллиптических галактик и для масс более 100 миллионов солнечных. Авторы используют данные по мегамазерам, чтобы исследовать зависимость для 9 галактик с черными дырами легче 10 миллионов масс Солнца. Оказывается, что четкой зависимости нет. Дыры легче, чем им следовало бы быть.

См. также arxiv:1007.3834, где также приводятся данные новых измерений масс черных дыр.

Выпуск 235. 01-30 июня 2010

arxiv:1006.2834 Распределение масс галактических черных дыр (The Black Hole Mass Distribution in the Galaxy)
Authors: Feryal Ozel, Dimitrios Psaltis, Ramesh Narayan, Jeffrey E. McClintock
Comments: 13 pages

Используя данные по кандидатам в черные дыры в двойных системах (в основном это маломассивные системы), авторы пытаются восстановить спектр масс черных дыр. Все можно описать достаточно узким интервалом 6-9 солнечных масс. Однако важно, полагают авторы, что мы имеем дело с особой выборкой источников. Верхняя граница интервала во многом обеспечена не не механизмом формирования, а эволюцией маломассивных двойных. А вот недостаток черных дыр с массами от 2 до 5 солнечных может быть рельным.

Довольно странно, что авторы не используют, или хотя бы не обсуждают, данные по кандидатам в одиночные черные дыры, обнаруженные по микролинзированию.

Выпуск 233. 01-19 мая 2010

arxiv:1005.1931 Проверка теоремы об остуствии волос с помощью наблюдений электромагнитных волн: II. Изображения черных дыр (Testing the No-Hair Theorem with Observations in the Electromagnetic Spectrum: II. Black-Hole Images)
Authors: Tim Johannsen, Dimitrios Psaltis
Comments: 10 pages, 9 figures, submitted to ApJ

Доказательство чернодырности черных дыр - важная, но сложная задача. Один из путей - исследование следствий "отсутствия волос" у черных дыр. Для этого, например, можно использовать изображения аккрецирующих черных дыр, если угловое разрешение достаточно велико.

Авторы описывают предложенную ими методику и предсказывают, что уже в недалеком будущем для Sgr A* можно будет проверить их предсказания. Основное состоит в характерном виде изображения. Причем детали практически не зависят от свойств аккреционного потока.

arxiv:1005.2173 Смещение сверхмассивной черной дыры в М87 (A Displaced Supermassive Black Hole in M87)
Authors: D. Batcheldor et al.
Comments: 6 pages, ApJ Letters accepted

Детальные наблюдения на новой камере на хаббловском телескопе показали, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики М87 смещена на 6-7 парсек вдоль джета (в направлении контрджета).

Что же является причиной асимметрии? Доподлинно сие неизвестно. Гипотезы есть следующие:

1. Асимметрия джета. Здесь авторы ссылаются еще на Шкловского.

2. Двойная черная дыра.

3. Возмущение от массивного объекта.

4. Гравитационно-волновая ракета .

Авторы считают наиболее вероятным первый и последний механизмы. А из них - последний.

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

Выпуск 230. 17-31 марта 2010

arxiv:1003.3865 Общая формула для гравитационно-волновых киков черных дыр (A General Formula for Black Hole Gravitational Wave Kicks)
Authors: James R. van Meter et al.
Comments: 14 pages

При слиянии двух черных дыр образующийся объект приобретает импульс из-за асимметричного излучения гравитационных волн на стадии слияния. Это называется "гравитационно-волновой ракетой". Эффект очень важен в астрофизике, т.к. в процесе образования (слияния) галактик черные дыры в их центрах могут сливаться, а в результате получения импульса (толчка - кика) могут покидать галактики. Рассчитать такое слияние непросто. Существует ряд попыток. Но "практикам" хотелось бы иметь хорошую аппроксимирующую формулу. Эта-та формула и является предметом статьи.

Авторы сами проводят численное моделирование, а затем фитируют его результаты. Итогом является довольно громоздкая формула, которая, по утверждению авторов, является на сегодняшний день самой аккуратной.

обзор arxiv:1003.1001 Образование сверхмассивных черных дыр (Formation of Supermassive Black Holes)
Authors: Marta Volonteri
Comments: 40 pages, To appear in The Astronomy and Astrophysics Review.

Прекрасный обзор по ранним этапам эфолюции сверхмассивных черных дыр.

Сейчас мы с одной стороны очень много знаем о сверхмассивных черных дырах, так что можем многое в их жизни описать. С другой стороны, мы очень много знаем, а потому у нас есть много вопросов, на которые мы не можем ответить (или не уверены в правильности ответа, или имеем несколько вариантов ответа). В обзоре все это собрано воедино: много фактической информации, описание того, что мы понимаем, описание того, что мы не понимаем, и попытки как-то ответить на последние вопросы.

Выпуск 229. 01-16 марта 2010

arxiv:1003.0283 Идентификация теплового состояния у ультрамощного источника в М82 (Identification of the X-Ray Thermal Dominant State in an Ultraluminous X-Ray Source in M82)
Authors: Hua Feng, Philip Kaaret
Comments: 5 pages, accepted for publication in the Astrophysical Journal Letters

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 arxiv:1003.0291 Астрофизические черные дыры в физической вселенной (Astrophysical Black Holes in the Physical Universe)
Authors: Shuang-Nan Zhang
Comments: 15 figures, 36 pages. To appear in New Vision 400: Engaging Big Questions in Astronomy and Cosmology Four Hundred Years after the Invention of the Telescope, eds. D. G. York, O. Gingerich, S.-N. Zhang, C. L. Harper, Jr. (Taylor & Francis Group LLC/CRC Press, 2010)

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

arxiv:1003.0873 Понимание "антикика" при слиянии черных дыр (Understanding the "anti-kick" in the merger of binary black holes)
Authors: Luciano Rezzolla et al.
Comments: 4 pages

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

Выпуск 227. 01-16 февраля 2010

каталог arxiv:1002.2280 Первый каталог источников Телескопа Большой Площади Ферми (Fermi Large Area Telescope First Source Catalog)
Authors: The Fermi-LAT Collaboration
Comments: 88 pages, 22 figures, submitted to Astrophysical Journal Supplement Series.

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).

обзор arxiv:1002.2591 Зондирование сильных гравитационных полей и черных дыр с помощью гравитационных волн (Probing strong-field gravity and black holes with gravitational waves)
Authors: Scott A. Hughes
Comments: 19 pages, 5 figures, for the Proceedings of the 19th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan. Content very similar to recent reviews by the author

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

Выпуск 226. 20-31 января 2010

arxiv:1001.3456 Открытие миллигерцовых осцилляций в транзиентном ультрамощном источнике в М82 (Discovery of mHz X-ray Oscillations in a Transient Ultraluminous X-ray Source in M82)
Authors: Hua Feng et al.
Comments: 5 pages, 1 figure, accepted for publication in The Astrophysical Journal Letters

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).

Выпуск 225. 01-19 января 2010

обзор arxiv:1001.1244 Мощные джеты от аккрецирующих черных дыр: данные по оптическим и ИК наблюдениям (Powerful jets from accreting black holes: evidence from the optical and infrared)
Authors: D. M. Russell, R. P. Fender
Comments: 26 pages, 4 figures, 1 table. Invited chapter for the edited book "Black Holes and Galaxy Formation", Nova Science Publishers, Inc., at press

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.

Выпуск 224. 01-31 декабря 2009

arxiv:0912.0142 Глобальное спектральное исследование рентгеновских двойных с черными дырами (A Global Spectral Study of Black Hole X-ray Binaries)
Authors: Robert Dunn et al.
Comments: Accepted for publication in MNRAS, 40 pages, 16 Figures, 4 Tables

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

миниобзор arxiv:0912.0525 Ранняя эволюция массивных черных дыр (The early evolution of massive black holes)
Authors: Marta Volonteri
Comments: 8 pages. To appear in the proceedings of the IAU Symposium 267, Co-evolution of Central Black Holes and Galaxies

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.

arxiv:0912.1571 Указание на существование черной дыры в остатке сверхновой типа IIL 1979С (Evidence for a Black Hole Remnant in the Type IIL Supernova 1979C)
Authors: D.J. Patnaude, A. Loeb, C. Jones
Comments: 4pages, 1 figure, submitted to ApJ Letters

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.

Выпуск 223. 16-30 ноября 2009

arxiv:0911.4718 Выявление параметров черной дыры в центре Галактики, используя звездные орбиты (Testing Properties of the Galactic Center Black Hole Using Stellar Orbits)
Authors: David Merritt, Tal Alexander, Seppo Mikkola, Clifford M. Will
Comments: 18 pages, 9 figures

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.

arxiv:0911.5711 Оценка прямой светимости для электромагнитного излучения после слияния черных дыр (Estimating the Prompt Electromagnetic Luminosity of a Black Hole Merger)
Authors: Julian H. Krolik
Comments: 14 pages. Ap J, in press

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.

Выпуск 222. 01-15 ноября 2009

arxiv:0911.1076 Указания на существование черной дыры промежуточной массы в источнике NGC 5408 X-1 (Evidence for an Intermediate Mass Black Hole in NGC 5408 X-1)
Authors: Tod E. Strohmayer, Richard F. Mushotzky
Comments: 23 pages, Accepted for Publication in the Astrophysical Journal

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.

обзор arxiv:0911.2187 Гравитационное линзирование черными дырами (Gravitational Lensing by Black Holes)
Authors: V. Bozza
Comments: Invited article for the GRG special issue on lensing (P. Jetzer, Y. Mellier and V. Perlick Eds.). 31 pages, 12 figures

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

Выпуск 221. 17-31 октября 2009

arxiv:0910.5253 Первое точное определение параллактического расстояния до черной дыры (The first accurate parallax distance to a black hole)
Authors: J. C. A. Miller-Jones et al.
Comments: Accepted for publication in ApJ Letters. 6 pages, 2 figures

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.

arxiv:0910.5344 Обнаружение ускорения частиц до очень высоких энергий в микроквазаре Лебедь Х-3 (Discovery of extreme particle acceleration in the microquasar Cygnus X-3)
Authors: M. Tavani, et al.
Comments: 29 pages (including Supplementary Information), 8 figures, 2 tables version submitted to Nature on August 7, 2009 (revised version accepted by Nature on October 8, 2009)

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.

Выпуск 220. 01-16 октября 2009

обзор arxiv:0910.0313 Массы черных дыр: состояние дел (Mass of black holes: The State of the Art)
Authors: B. Czerny, M. Nikolajuk
Comments: 13 pages, Submitted to proceedings of the Frascati Workshop 2009, Multifrequency Behaviour of High Energy Cosmic Sources, Vulcano (Italy), May 25 - 30

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.

arxiv:0910.2709 Первые результаты обзора Swarms. SDSS 1257+5428: близкий массивный двойной белый карлик с нейтронной звездой или черной дырой в качестве компаньона (First Results from the Swarms Survey. SDSS 1257+5428: A Nearby, Massive White Dwarf Binary with a Likely Neutron Star or Black Hole Companion)
Authors: Carles Badenes, Fergal Mullally, Susan E. Thompson, Robert H. Lupton
Comments: 8 pages, 8 figures, ApJ in press

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.

Выпуск 219. 01-30 сентября 2009

обзор arxiv:0909.2474 Состояния и переходы в двойных с черными дырами (States and transitions in black-hole binaries)
Authors: T.M. Belloni
Comments: 30 pages, 11 figures, To appear in Belloni, T. (ed.): The Jet Paradigm - From Microquasars to Quasars, Lect. Notes Phys. 794 (2009)

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.

Выпуск 217. 01-15 августа 2009

arxiv:0908.1115 Указание на приливное разрушение звезды черной дырой промежуточной массы во внегалактическом шаровом скоплении (Evidence for a Stellar Disruption by an IMBH in an Extragalactic Globular Cluster)
Authors: Jimmy A. Irwin et al.
Comments: 5 pages, 2 figures, submitted to Astrophysical Journal Letters

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.

Выпуск 216. 16-31 июля 2009

обзор arxiv:0907.3602 Черные дыры в Галактике (Black Holes in the Galaxy)
Authors: Josep M. Paredes
Comments: Notes to a series of five Lectures given in the First La Plata International School on Astronomy and Geophysics: Compact Objects and their emission, La Plata Observatory, 10-14 March 2008, Argentina, 32 pages, 12 figures, 1 table, editors G.E. Romero and P. Benaglia; ISBN 978-987-24948-0-3

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.

обзор arxiv:0907.5213 Демография сверхмассивных черных дыр: растущие монстры в сердце галактик (The Demography of Super-Massive Black Holes: Growing Monsters at the Heart of Galaxies)
Authors: Francesco Shankar
Comments: 70 pages. New Astronomy Reviews, in press

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.

Выпуск 215. 01-15 июля 2009

миниобзор arxiv:0907.1608 Роль черных дыр в формировании и эволюции галактик (The role of black holes in galaxy formation and evolution)
Authors: A. Cattaneo et al.
Comments: 22 pages, Nature Review, 5 figures Journal-ref: Nature 460, 213-219 (9 July 2009)

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.

Выпуск 214. 16-30 июня 2009

arxiv:0906.4894 Каспы по данным о плотности и кинематике в М54 в сердце карликовой галактики в Стрельце: указания на черную дыру с массой 10 000 солнечных? (Density and kinematic cusps in M54 at the heart of the Sagittarius dwarf galaxy: evidence for a 10^4 M_sun Black Hole?)
Authors: R. Ibata et al.
Comments: Accepted for publication by The Astrophysical Journal (Letters). Latex. 5 pages, 4 color figures, 2 with reduced resolution, one in greyscale.

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.

Выпуск 213. 01-16 июня 2009

миниобзор arxiv:0906.2119 Черные дыры за работой (Black Holes at Work)
Authors: A.C.Fabian
Comments: 7 pages, PDF only, A&G vol 50

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.

Выпуск 211. 01-17 мая 2009

arxiv:0905.0627 Новые пределы на черную дыру промежуточной массы в Омега Центавра (New Limits on an Intermediate Mass Black Hole in Omega Centauri: I. Hubble Space Telescope Photometry and Proper Motions)
Authors: Jay Anderson, Roeland P. van der Marel
Comments: 28 pages, 24 figures, Submitted to ApJ

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.

Выпуск 210. 11-30 апреля 2009

arxiv:0904.1596 Мощные тепловые вспышки от спокойных сверхмассивных черных дыр (Luminous Thermal Flares from Quiescent Supermassive Black Holes)
Authors: Suvi Gezari et al.
Comments: Accepted for Publication in ApJ, 19 pages, 10 figures, 2 tables, emulateapj

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.

обзор arxiv:0904.2615 Массы черных дыр в далеких квазарах (Black-hole masses of distant quasars)
Authors: M. Vestergaard
Comments: 23 pages, Invited contribution to the 2007 Spring Symposium on "Black Holes" at the Space Telescope Science Institute. The proceedings, published by Cambridge University Press, are in press

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.

Выпуск 209. 01-10 апреля 2009

arxiv:0904.0913 Потенциал Пачинского-Виита: пошаговый "вывод" (The Paczynski-Wiita potential: a step-by-step "derivation")
Authors: Marek A. Abramowicz
Comments: 2 pages, A&A 500/1

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.

Выпуск 206. 01-13 марта 2009

arxiv:0903.0620 Новый быстрый общедоступный код для расчета траекторий фотонов в керровской метрике (A Fast New Public Code for Computing Photon Orbits in a Kerr Spacetime)
Authors: Jason Dexter, Eric Agol
Comments: 15 pages, 10 figures, accepted by ApJ

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.

arxiv:0903.1105 Горизонт событий Sgr A* (The event horizon of Sagittarius A*)
Authors: Avery E. Broderick et al.
Comments: 11 pages, submitted to ApJ

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.

Выпуск 204. 16-31 января 2009

arxiv:0901.3357 Кандидат в приливное разрушение в скоплении галактик Abell 3571 (A candidate tidal disruption event in the galaxy cluster Abell 3571)
Authors: N. Cappelluti et al.
Comments: 4 pages, accepted by A&A Letters

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.

arxiv:0901.3779 Кандидат в субпарсековые системы двух сверхмассивных черных дыр (A Candidate Sub-Parsec Supermassive Binary Black Hole System)
Authors: Todd A. Boroson, Tod R. Lauer
Comments: 8 pages, 2 figures, Nature in press

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.

Выпуск 202. 17-31 декабря 2008

обзор arxiv:0812.2325 Моделирование конечного состояния после слияния двух черных дыр (Modelling the final state from binary black-hole coalescences)
Authors: Luciano Rezzolla
Comments: 17 pages, CQG, special issue LISA-7

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.

arxiv:0812.3762 Одновременные наблюдения Sgr A* во время рентгеновской вспышки на H.E.S.S. и Чандре (Simultaneous H.E.S.S. and chandra observations of Sagittarius A* during an X-ray flare)
Authors: H.E.S.S. collaboration: F. Aharonian et al.
Comments: 5 pages, A&A 492, L25 (2008)

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.

Выпуск 198. 20-31 октября 2008

arxiv:0810.4674 Мониторинг звездных орбит вокруг массивной черной дыры в центре Галактики (Monitoring stellar orbits around the massive black hole in the Galactic center)
Authors: S. Gillessen et al.
Comments: accepted for publicatin in ApJ, 35 pages, 21 figures

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.

Выпуск 196. 01-12 октября 2008

arxiv:0810.0138 Эволюционирующее горячее пятно, вращающееся вокруг Sgr A* (An evolving hot spot orbiting around Sgr A*)
Authors: M. Zamaninasab et al.
Comments: 7 pages, 5 figures, contribution for the conference "The Universe under the Microscope" (AHAR 2008), to be published in Journal of Physics: Conference Series by Institute of Physics Publishing

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).

arxiv:0810.1057 Образование массивных зародышевых черных дыр: столкновения в первых звездных скоплениях (Formation of massive black hole seeds: runaway collisions in the first stellar clusters)
Authors: Devecchi Berbadetta, Volonteri Marta
Comments: 14 pages, 8 figures, Submitted to ApJ on 09/08/2008

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.

Выпуск 195. 12-30 сентября 2008

arxiv:0809.2442 Структура с размером порядка горизонта около кандидата в сверхмассивные черные дыры в центре Галактики (Event-horizon-scale structure in the supermassive black hole candidate at the Galactic Centre)
Authors: Sheperd Doeleman et al.
Comments: 12 pages including 2 figures, Nature, vol 455, p 78, 2008

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.

Выпуск 194. 01-11 сентября 2008

arxiv:0809.1280 Массивная двойная из двух черных дыр в OJ287 и тесты общей теории относительности (A massive binary black-hole system in OJ287 and a test of general relativity)
Authors: M. J. Valtonen et al.
Comments: 14 pages, 3 figures, published in Nature

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.

Выпуск 193. 15-31 августа 2008

обзор arxiv:0808.2624 Есть ли сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики? (Is there a Supermassive Black Hole at the Center of the Milky Way?)
Authors: Mark J. Reid
Comments: Invited review submitted to International Journal of Modern Physics D; 23 pages; 10 figures

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.

arxiv:0808.2870 Измерение расстояния до центральной сверхмассивной черной дыры в нашей Галактике и ее свойств по данным о звездных орбитах (Measuring Distance and Properties of the Milky Way's Central Supermassive Black Hole with Stellar Orbits)
Authors: A. M. Ghez, et al.
Comments: ApJ, accepted (26 pages, 16 figures, 7 tables)

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.

Выпуск 192. 01-14 августа 2008

arxiv:0808.0063 GRAVITY: достать горизонт событий Sgr A* (GRAVITY: getting to the event horizon of Sgr A*)
Authors: F. Eisenhauer et al.
Comments: 13 pages, 11 figures, to appear in the conference proceedings of SPIE Astronomical Instrumentation, 23-28 June 2008, Marseille, France

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).

миниобзор arxiv:0808.0435 Массы черных дыр во вселенной (Masses of Black Holes in the Universe)
Authors: Janusz Ziolkowski
Comments: 13 pages, Chin. J. Astron. Astrophys. Vol. 8 (2008), Suppl., 273-280

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

Выпуск 190. 09-21 июля 2008

arxiv:0807.2427 Обнаружение вспыхивающих структур вблизи Sgr A* по наблюдениям на VLBI в (суб)миллиметровом диапазоне (Detecting Flaring Structures in Sagittarius A* with (Sub)Millimeter VLBI)
Authors: Vincent L. Fish et al.
Comments: 4 pages PDF including 1 color figure, accepted for presentation at the XXIX URSI General Assembly

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.

Выпуск 189. 24 июня - 08 июля 2008

arxiv:0806.4088 Рентгеновская икота Sgr A* по данным XMM-Newton. Вторая по мощности вспышка и еще три более скромных обнаружены за полдня (X-ray hiccups from SgrA* observed by XMM-Newton. The second brightest flare and three moderate flares caught in half a day)
Authors: D. Porquet et al.
Comments: Accepted for publication in A&A, 9 pages, 6 figures (online material: 2 pages and 3 figures)

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.

Выпуск 188. 10-23 июня 2008

обзор arxiv:0806.1531 Тесты гравитации в сильном поле с помощью наблюдений электромагнитных волн (Probes and Tests of Strong-Field Gravity with Observations in the Electromagnetic Spectrum)
Authors: Dimitrios Psaltis
Comments: 58 pages, review article for Living Reviews in Relativity

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.

arxiv:0806.1591 Выделение сверхмассивных черных дыр с помощью LISA (Resolving Super Massive Black Holes with LISA)
Authors: Stanislav Babak, Mark Hannam, Sascha Husa, Bernard Schutz
Comments: 4 pages, 1 figure

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.

библиография arxiv:0806.2316 Список источников BH-2: Черные дыры (Resource Letter BH-2: Black Holes)
Authors: Elena Gallo, Don Marolf
Comments: 15 pages, For the American Journal of Physics (15 pages). A Resource Letter is in large part an annotated bibliography. Comments and suggestions are welcome, though the goal is to keep the letter as brief as possible

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 :)

обзор arxiv:0806.3381 Астрофизические приложения гипотетических стабильных ТэВных черных дыр (Astrophysical implications of hypothetical stable TeV-scale black holes)
Authors: Steven B. Giddings, Michelangelo M. Mangano
Comments: 97 pages

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.

Выпуск 186. 16-31 мая 2008

миниобзор arxiv:0805.2378 Микроквазары: сводка данных и перспективы (Microquasars: summary and outlook)
Authors: I. F. Mirabel
Comments: Review based on courses given at international schools for graduate students and post-docs; 13 pages, 7 color figures

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.

arxiv:0805.4342 Вейвлетный анализ временных рядов для АЯГ: QPO у 3C 273? (Wavelet Analysis of AGN X-Ray Time Series: A QPO in 3C 273?)
Authors: C. Espaillat, J. Bregman, P. Hughes, E. Lloyd-Davies
Comments: 34 pages, 15 figures, ApJ, 679:182-193, 2008 May 20

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).

arxiv:0805.4492 Рентгеновское микролинзирование в RXJ1131-1231 и HE1104-1805 (X-ray Microlensing in RXJ1131-1231 and HE1104-1805)
Authors: G. Chartas, C. S. Kochanek, X. Dai, S. Poindexter, G. Garmire
Comments: 20 pages, includes 8 figures, submitted to ApJ

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.

Выпуск 185. 01-15 мая 2008

arxiv:0805.1420 Влияние гравитационно-волновой отдачи на динамику и рост сверхмассивных черных дыр (Effects of gravitational-wave recoil on the dynamics and growth of supermassive black holes)
Authors: Laura Blecha, Abraham Loeb
Comments: 15 pages, 15 figures

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.

обзор arxiv:0805.2082 Введение в черные дыры (Introduction to black holes)
Authors: Gustavo E. Romero
Comments: 25 pages, 6 figures, Lecture Notes from the First La Plata International School on Astronomy and Geophysics

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.

Выпуск 184. 21-30 апреля 2008

arxiv:0804.4585 Отскакивающая сверхмассивная черная дыра в квазаре SDSSJ092712.65+294344.0? (A recoiling supermassive black hole in the quasar SDSSJ092712.65+294344.0?)
Authors: S. Komossa, H. Zhou, H. Lu
Comments: To appear in ApJ Letters, 678, L81, 2008 (May 10 issue)

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.

Выпуск 183. 01-20 апреля 2008

arxiv:0804.1063 Аккреционный диск вокруг черной дыры в NGC 4258: одна из самых красивых динамических систем в природе (The Black Hole Accretion Disk in NGC 4258: One of Nature's Most Beautiful Dynamical Systems)
Authors: James M. Moran
Comments: 14 pages, 12 figures, accepted and to appear in "Frontiers of Astrophysics - A Celebration of NRAO's 50th Anniversary," ASP Conference Series, eds. Alan H. Bridle, James J. Condon and Gareth C. Hunt

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.

обзор arxiv:0804.1912 Механизм Блэндфорда-Знаека против механизма Пенроуза (Blandford-Znajek mechanism versus Penrose process)
Authors: S. S. Komissarov
Comments: 24 pages, To be published in the proceedings of the APCTP Winter School on Black Hole Astrophysics, 24-29 Jan 2008, Daejeon and Pohang, Korea

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.

Выпуск 182. 18-31 марта 2008

миниобзор arxiv:0803.2944 Новые теорретические подходы к черным дырам (New theoretical approaches to black holes)
Authors: Eric Gourgoulhon, Jose Luis Jaramillo
Comments: 10 pages, 6 figures, to appear in the Proceedings of the Conference "Jean-Pierre Lasota, X-ray binaries, accretion disks and compact stars" (Trzebieszowice, Poland, 7-13 October 2007), edited by M. Abramowicz and O. Straub, Elsevier, in press

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

миниобзор arxiv:0803.3627 Космология с черными дырами (и, возможно, белыми карликами) (Cosmological Physics with Black Holes (and Possibly White Dwarfs))
Authors: Kristen Menou, Zoltan Haiman, Bence Kocsis
Comments: 8 pages, To appear in "Jean-Pierre Lasota, X-ray binaries, accretion disks and compact stars" New Astronomy Reviews, eds. M.A. Abramowicz and O. Straub (Elsevier, 2008)

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.

Выпуск 181. 01-17 марта 2008 года

arxiv:0803.0003 Поярчение аккреционного диска за счет вязкой диссипации гравитационных волн при слиянии сверхмассивных черных дыр (Brightening of an Accretion Disk Due to Viscous Dissipation of Gravitational Waves During the Coalescence of Supermassive Black Holes)
Authors: Bence Kocsis, Abraham Loeb
Comments: 4 pages, 2 figures, submitted to Physical Review Letters

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.

Выпуск 179. 01-14 февраля 2008 года

миниобзор arxiv:0802.0391 Изучение аккрецирующих нейтронных звезд и черных дыр с помощью временных рядов: за степенным спектром (Studying accreting black holes and neutron stars with time series: beyond the power spectrum)
Authors: S. Vaughan, P. Uttley
Comments: 13 pages, 6 figures, in "Noise and Fluctuations" Proc. SPIE vol. 6603

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.

Выпуск 178. 22-31 января 2008 года

arxiv:0801.3461 Взвешивание спокойной центральной черной дыры в эллиптической галактике по данным о рентгеновском излучении газа (Weighing the Quiescent Central Black Hole in an Elliptical Galaxy with X-ray Emitting Gas)
Authors: Philip J. Humphrey et al.
Comments: 12 pages, 6 figures, submitted to ApJ

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.

Выпуск 177. 10-21 января 2008 года

arxiv:0801.2782 Указания по данным Джемини и Космического телескопа им. Хаббла на существование черной дыры промежуточной массы в Омега Центавра (Gemini and Hubble Space Telescope Evidence for an Intermediate Mass Black Hole in omega Centauri)
Authors: Eva Noyola, Karl Gebhardt, Marcel Bergmann
Comments: 8 pages, 9 figures, ApJ accepted

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.

Выпуск 175. 14-19 декабря 2007

arxiv:0712.2460 Моделирование слияний черных дыр и нейтронных звезд с полным учетом эффектов ОТО (Fully General Relativistic Simulations of Black Hole-Neutron Star Mergers)
Authors: Zachariah B. Etienne et al.
Comments: 22 pages, 14 figures, submitted to Phys.Rev.D

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.

arxiv:0712.2877 Рентгеновская, ИК и субмиллиметровая вспышка Sagittarius A* (An X-ray, IR, and Submillimeter Flare of Sagittarius A*)
Authors: D. P. Marrone et al.
Comments: Submitted to ApJ. Comments welcome

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.

Выпуск 173. 20-30 ноября 2007

arxiv:0711.4078 Квазизвезды: аккрецирующие черные дыры в массивных оболочках (Quasistars: Accreting black holes inside massive envelopes)
Authors: Mitchell C. Begelman, Elena M. Rossi, Philip J. Armitage
Comments: 11 pages, 9 figures, MNRAS submitted. Resubmitted version after referee review

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.

Выпуск 172. 01-19 ноября 2007

миниобзор arxiv:0711.1537 Образование и рост черных дыр: моделирование в рамках ОТО (Black Hole Formation and Growth: Simulations in General Relativity)
Authors: Stuart L. Shapiro
Comments: to appear in "Black Holes: Aspects of Black Hole Physics and Astrophysics", ed. M. Livio and A. M. Koekemoer (Cambridge University Press, Cambridge). (15 pages, 6 figures)

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 .....

Выпуск 171. 17-31 октября 2007

arxiv:0710.3165 Черная дыра с массой 15.65 солнечных в затменной двойной системе в близкой спиральной галактике М33 (A 15.65 solar mass black hole in an eclipsing binary in the nearby spiral galaxy Messier 33)
Authors: Jerome A. Orosz et al.
Comments: To appear in Nature October 18, 2007. Four figures (one color figure degraded). Differs slightly from published version. Supplementary Information follows in a separate posting

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.

arxiv:0710.3381 Черная дыра в шаровом скоплении, излучающая в рентгене (An X-ray emitting black hole in a globular cluster)
Authors: Thomas J. Maccarone et al.
Comments: 5 pages, 2 figures, to appear in the proceedings of IAUS 246, "Dynamical Evolution of Dense Stellar Systems", ed. Vesperini, Giersz and Sills

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.

миниобзор arxiv:0710.3454 Измерение масс и вращения черных дыр с помощью QPO (Measurement of Mass and Spin of Black Holes with QPOs)
Authors: B. Aschenbach
Comments: 7 pages, talk given at the 2007 Frascati workshop, acc. for publication in the Chin. J. Astron. Astrophys

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.

Выпуск 170. 01-16 октября 2007

обзор arxiv:0710.1338 Слияние двойных черных дыр (Binary Black Hole Coalescence)
Authors: Frans Pretorius
Comments: 42 pages, 7 Figures. The "final version" of this Lecture Note will appear in the book: "Relativistic Objects in Compact Binaries: From Birth to Coalescence" Editor: Colpi et al. Pulisher: Springer Verlag, Canopus Publishing Limited

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

arxiv:0710.1537 Одновременные наблюдения Sgr A* на Чандре и H.E.S.S. во время рентгеновской вспышки (Simultaneous H.E.S.S. and Chandra observations of Sgr A* during an X-ray flare)
Authors: Jim Hinton et al. (for the H.E.S.S. Collaboration)
Comments: 4 pages, 2 figures, Contribution to the 30th ICRC, Merida, Mexico, July 2007

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.

Выпуск 169. 19-30 сентября 2007

лекция arxiv:0709.3895 Выкачивание энергии из черных дыр (Energy Extraction from Black Holes)
Authors: Norbert Straumann
Comments: 18 pages, 5 figures,invited lecture given at the III Mexican Meeting on Mathematical and Experimental Physics, September 10-14, 2007 at El Colegio Nacional; to be published by the American Institute of Physics

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.

Выпуск 168. 11-18 сентября 2007

arxiv:0709.2380 Имеют ли испаряющиеся черные дыры фотосферу? (Do Evaporating Black Holes Form Photospheres?)
Authors: Jane H. MacGibbon, B. J. Carr, Don N. Page
Comments: 32 pages, 3 figures

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.

arxiv:0709.2676" Первые поляриметрические данные по инфракрасным джетам в рентгеновских двойных (The first polarimetric signatures of infrared jets in X-ray binaries)
Authors: T. Shahbazet al.
Comments: 5 pages, 4 figures, accepted by ApJ

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!

Выпуск 167. 25 августа - 10 сентября 2007

обзор arxiv:0709.0070 Происхождение сверхмассивных черных дыр (Origin of supermassive black holes)
Authors: V. I. Dokuchaev, Yu. N. Eroshenko, S. G. Rubin
Comments: 42 pages, 5 figures, review paper

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

arxiv:0709.0524 Влияние первичных черных дыр на микроволновое фоновое излучение и оценки космологических параметров (Effect of Primordial Black Holes on the Cosmic Microwave Background and Cosmological Parameter Estimates)
Authors: Massimo Ricotti, Jeremiah P. Ostriker, Katherine J. Mack
Comments: 17 pages (Apj style), 9 figures, submitted to ApJ

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).

arxiv:0709.0545 Образуются ли сверхмассивные черные дыры за счет прямого коллапса? (Did supermassive black holes form by direct collapse?)
Authors: Mitchell C. Begelman
Comments:5 pages, 2 figures. To appear in "First Stars III", proceedings of the conference in Santa Fe, NM, July 16-20, 2007, eds. B. O'Shea, A. Heger and T. Abel. AIP Conference Proceedings

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.

Выпуск 165. 01-13 августа 2007

arxiv:0708.0226 GRB070610: любопытный галактический транзиент (GRB070610 : A Curious Galactic Transient)
Authors: M. M. Kasliwal et al.
Comments: Submitted to ApJ, 17 pages, 11 figures, 5 tables

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.

Выпуск 163. 01-19 июля 2007

arxiv:0707.1880 Сверхорбитальная переменность рентгеновского и радиоизлучения от Cyg X-1: I. Анизотропия излучения прецессирующих источников (Superorbital variability of X-ray and radio emission of Cyg X-1. I. Emission anisotropy of precessing sources)
Authors: A. Ibragimov et al.
Comments: 10 pages, 9 figures and 2 tables, accepted to MNRAS

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.

Выпуск 162. 20-30 июня 2007

arxiv:0706.3900 Вращение черных дыр и морфология галактик (Black-Hole Spin and Galactic Morphology)
Authors: Marta Volonteri, Marek Sikora, Jean-Pierre Lasota
Comments: 9 pages, Accepted for publication in the Astrophysical Journal

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.

Выпуск 161. 09-20 июня 2007

arxiv:0706.1505 Гамма-излучение очень высокой энергии от черной дыры звездной массы Cygnus X-1 (Very High Energy Gamma-ray Radiation from the Stellar-mass Black Hole Cygnus X-1)
Authors: MAGIC Collaboration: J. Albert, et al
Comments: 4 ApJL-formatted pages, 4 figures. Submitted to ApJL

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.

arxiv:0706.1562 Быстрое образование сверхмассивных двойных черных дыр при слияниях галактик, богатых газом (Rapid Formation of Supermassive Black Hole Binaries in Galaxy Mergers with Gas)
Authors: Lucio Mayer et al.
Comments: Accepted for publication in Science, 40 pages, 7 figures, Supplementary Information included

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.

обзор arxiv:0706.2389 Модели микроквазаров (Models for microquasars)
Authors: Julien Malzac
Comments: 15 pages, 3 figures, invited review at the Sixth Microquasar workshop: Microquasars and Beyond, Como, Italy, September 18-22, 2006

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.

миниобзор arxiv:0706.2562 Рентгеновские наблюдения ультрамощных источников (X-ray observations of ultraluminous X-ray sources)
Authors: T.P. Roberts
Comments: Invited talk at the 5th Stromlo Symposium. 10 pages, 4 figures. Accepted for publication in Astrophysics & Space Science

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.

Выпуск 160. 01-08 июня 2007

обзор arxiv:0706.0622 Керровское пространство-время: краткое введение (The Kerr spacetime: A brief introduction)
Authors: Matt Visser
Comments: 37 pages, 1 figure: This is a draft of an introductory chapter on the Kerr spacetime that is intended for use in the book "The Kerr spacetime", currently being edited by Susan Scott, Matt Visser, and David Wiltshire.

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).

arxiv:0706.0901 Ультрамощный рентгеновский источник вблизи центра M82 (The Ultraluminous X-ray Sources near the Center of M82)
Authors: A.K.H. Kong et al.
Comments: 10 pages, 8 figures. Submitted to ApJ

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).

Выпуск 158. 12-21 мая 2007

миниобзор arxiv:0705.1722 Новое в реверберационном картировании (Advances in Reverberation Mapping)
Authors: Shai Kaspi
Comments: 10 pages, 4 figures, Conference proceedings to appear in "The Central Engine of Active Galactic Nuclei", ed. L. C. Ho and J.-M. Wang (San Francisco: ASP)

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.

arxiv:0705.2269 Прямое космологическое моделирование роста черных дыр и галактик (Direct cosmological simulations of the growth of black holes and galaxies)
Authors: Tiziana Di Matteo et al.
Comments: 22 pages, 17 figures, submitted to ApJ

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

Выпуск 157. 01-11 мая 2007

обзор arxiv:0705.1537 Сверхмассивные черные дыры (Supermassive Black Holes)
Authors: Fulvio Melia
Comments: 26 pages, 15 figures, to appear in "Kerr Spacetime: Rotating Black Holes in General Relativity" eds. D.L. Wiltshire, M. Visser and S.M. Scott, (Cambridge Univ. Press)

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.

обзор arxiv:0705.1029 Нет пути назад: максимизация времени жизни под шварцшильдовским горизонтом событий (No Way Back: Maximizing survival time below the Schwarzschild event horizon)
Authors: Geraint F. Lewis, Juliana Kwan
Comments: 7-pages, 5 figures, accepted for publication in the Proceedings of the Astronomical Society of Australia

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.

Выпуск 156. 24-30 апреля 2007

arxiv:0704.2667 Кротовые норы как двойники черных дыр (Wormholes as Black Hole Foils)
Authors: Thibault Damour, Sergey N. Solodukhin
Comments: 13 pages, no figures, Latex

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.

Выпуск 150. 15-28 февраля 2007

astro-ph/0702390 Моделирование киков при слияниии не прецессирующих черных дыр (Modeling kicks from the merger of non-precessing black-hole binaries)
Authors: John G. Baker et al.
Comments: 5 pages, 3 figures

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.

gr-qc/0702133 Максимальная гравитационная отдача (Maximum gravitational recoil)
Authors: Manuela Campanelli, Carlos O. Lousto, Yosef Zlochower, David Merritt
Comments: 4 pages, 4 figs, revtex4

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!

Выпуск 148. 13-31 января 2007

миниобзор astro-ph/0701394 Образование и ранняя эволюция массивных черных дыр (Formation and early evolution of massive black holes)
Authors: Piero Madau
Comments: 8 pages, Invited talk at the IAU Symposium 238: "Black Holes: From Stars to Galaxies -Across the Range of Masses". Prague, August 2006

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.

gr-qc/0701154 Где же все гравизвезды? Пределы на модель гравизвезд из данных об аккрецирующих черных дырах (Where are all the gravastars? Limits upon the gravastar model from accreting black holes)
Authors: Avery E. Broderick, Ramesh Narayan
Comments: 11 pages, 4 figures, Classical and Quantum Gravity, Volume 24, Issue 3, pp. 659-666 (2007)

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.

Выпуск 147. 22 декабря 2006-12 января 2007

astro-ph/0701310 Черная дыра в шаровом скоплении (A black hole in a globular cluster)
Authors: Thomas J. Maccarone et al.
Comments: 11 pages, 1 figure, to appear in 11 January edition of Nature.

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.

Выпуск 145. 11-30 ноября 2006

обзор astro-ph/0611589 Какие звезды превращаются в черные дыры, а какие в нейтронные звезды? (Which Stars Form Black Holes and Neutron Stars?)
Authors: Michael P. Muno
Comments: 8 pages, 3 figures. Uses aipproc.cls. To appear in the proceedings of the conference ``The Multicoloured Landscape of Compact Objects and their Explosive Origins'', 2006 June 11--24, Cefalu, Sicily, to be published by AIP

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.

Выпуск 143. 18-31 октября 2006

обзор astro-ph/0610657 Феноменология черных дыр (Black-Hole Phenomenology)
Authors: Neven Bilic
Comments: 57 pages, 4 figures, notes to the lectures given at the School on Particle Physics, Gravity and Cosmology,

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.

Выпуск 141. 15-30 сентября 2006

миниобзор astro-ph/0609741 Слияния сверхмассивных черных дыр и образование космологической структуры (Supermassive black hole mergers and cosmological structure formation)
Authors: Marta Volonteri
Comments: 9 pages, Invited review at the Sixth International LISA Symposium

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.

Выпуск 140. 01-15 сентября 2006

gr-qc/0609024 Наблюдения рождающихся черных дыр и проблема потери информации (Observation of Incipient Black Holes and the Information Loss Problem)
Authors: Tanmay Vachaspati, Dejan Stojkovic, Lawrence M. Krauss
Comments: 13 pages; 8 figures

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.

Выпуск 138. 01-31 июля 2006

astro-ph/0607501 Неужели мы открыли самый яркий УМИ? (Have we detected the most luminous ULX so far?)
Authors: G. Miniutti et al.
Comments: MNRAS Letters in press

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.

Выпуск 137. 16 июня - 30 июня 2006

astro-ph/0606601 Беспрестанная тяга гравитации: интерактивный образовательный веб-сайт о черных дырах (Gravity's Relentless Pull: An interactive, multimedia website about black holes for Education and Public Outreach)
Authors: Roeland P. van der Marel et al.
Comments: STScI Newsletter, 2006, vol. 23, number 2, in press; 5 pages and 2 figures.

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

Выпуск 136. 01 июня - 15 июня 2006

обзор astro-ph/0606352 Рентгеновские параметры двойных с черными дырами (X-ray Properties of Black-Hole Binaries)
Authors: Ronald A. Remillard, Jeffrey E. McClintock
Comments: 39 pages, 12 figures, ARAA, vol. 44, in press

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

Выпуск 134. 12-21 апреля 2006

миниобзор astro-ph/0604304 Черные дыры: от размышлений к наблюдениям (Black Holes: from Speculations to Observations)
Authors: Thomas W. Baumgarte
Comments: 15 pages, 6 Figures; to appear in the Proceedings of the Albert Einstein Century International Conference, Paris, France, 2005

Хороший небольшой обзор по черным дырам.

astro-ph/0604337 Периодические модуляции в рентгеновской вспышке Sagittarius A* (Periodic Modulations in an X-ray Flare from Sagittarius A*)
Authors: Guillaume Belanger et al.
Comments: 4 pages, 6 figures, submitted to ApJL

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.

Выпуск 133. 01-11 апреля 2006

astro-ph/0604029 62-дневная рентгеновская периодичность и рентгеновская вспышка от ультрамощного источника в М82 (A 62 Day X-Ray Periodicity and an X-Ray Flare from the Ultraluminous X-Ray Source in M82)
Authors: Philip Kaaret, Melanie G. Simet, Cornelia C. Lang
Comments: 15 pages, one color figure, to appear in ApJ

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.

astro-ph/0604042 Компактная сверхмассивная двойная черная дыра (A Compact Supermassive Binary Black Hole System)
Authors: C. Rodriguez et al.
Comments: 34 pages, 7 figures, Accepted to The Astrophysical Journal

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.

Выпуск 129. 20-28 февраля 2006

astro-ph/0602388 Ограничения на галактические черные дыры промежуточных масс (Constraints on Galactic Intermediate Mass Black Holes)
Authors: M. Mapelli, A. Ferrara, N. Rea
Comments: 12 pages, 5 figures, accepted for publication in MNRAS

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.

миниобзор astro-ph/0602630 Эволюция сверхмассивных черных дыр (Evolution of supermassive black holes)
Authors: Marta Volonteri
Comments: 11 pages, Extended version of the invited paper to appear in the Proceedings of the Conference "Relativistic Astrophysics and Cosmology - Einstein's Legacy"

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.

Выпуск 127. 01-12 февраля 2006

astro-ph/0602207 Оптическое отождествление ультрамощных рентгеновских источников (Optical Counterparts of Ultra Luminous X-ray Sources)
Authors: Carlos M. Gutierrez
Comments: 13 pages, 5 figures, accepted for publication in ApJL

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.

Выпуск 122. 11-23 декабря 2005

astro-ph/0512480 Изучение популяции УМИ в близких галактиках по архивным данным XMM-Newton (XMM-Newton Archival Study of the ULX Population in Nearby Galaxies)
Authors: L.M. Winter et al.
Comments: 51 pages, submitted to ApJ (March 2005)

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.

astro-ph/0512515 Размер в 1 а.е. для радиоисточника Sgr A* в центре нашей Галактики (A size of ~1 AU for the radio source Sgr A* at the centre of the Milky Way)
Authors: Zhi-Qiang Shen, K. Y. Lo, M.-C. Liang, Paul T. P. Ho, J.-H. Zhao
Comments: 18 pages, 4 figures; Nature, 438(2005)62

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.

Выпуск 122. 11-23 декабря 2005

astro-ph/0512480 Изучение популяции УМИ в близких галактиках по архивным данным XMM-Newton (XMM-Newton Archival Study of the ULX Population in Nearby Galaxies)
Authors: L.M. Winter et al.
Comments: 51 pages, submitted to ApJ (March 2005)

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.

astro-ph/0512515 Размер в 1 а.е. для радиоисточника Sgr A* в центре нашей Галактики (A size of ~1 AU for the radio source Sgr A* at the centre of the Milky Way)
Authors: Zhi-Qiang Shen, K. Y. Lo, M.-C. Liang, Paul T. P. Ho, J.-H. Zhao
Comments: 18 pages, 4 figures; Nature, 438(2005)62

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.

Выпуск 121. 01-10 декабря 2005

astro-ph/0512073 Эффект гравитационной отдачи для черных дыр, формирующихся в иерархической вселенной (The Effect of Gravitational Recoil on Black Holes Forming in a Hierarchical Universe)
Authors: N. I. Libeskind, S. Cole, C. S. Frenk, J. C. Helly
Comments: 12 pages, 7 figures, Submitted to MNRAS

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.

astro-ph/0512194 Ограничения на альтернативы сверхмассивным черным дырам (Constraints on Alternatives to Supermassive Black Holes)
Authors: M. Coleman Miller
Comments: 5 pages including 1 figure, accepted by MNRAS

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).

Выпуск 120. 12-30 ноября 2005

обзор astro-ph/0511217 Доверяй, но проверяй: случай астрофизических черных дыр (Trust but verify: The case for astrophysical black holes)
Authors: Scott A. Hughes
Comments: Based on invited lectures at the 2005 SLAC Summer Institute (SSI05-L006). 22 pages, 5 eps figures

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.

Выпуск 119. 29 октября - 11 ноября 2005

миниобзор astro-ph/0511221 Центр Галактики на высоких энергиях (The Galactic Center at High Energies)
Authors: A. Goldwurm
Comments: 12 pages, 8 figures. Proceedings of the Cerenkov 2005 Conference "Towards a Network of Atmospheric Cherenkov Detectors VII", 27-29 April 2005, Palaiseau, France

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.

astro-ph/0511245 Возможное указание на выброс сверхмассивной черной дыры при слиянии галактик (Possible evidence for the ejection of a supermassive black hole from an ongoing merger of galaxies)
Authors: Martin G. Haehnelt et al.
Comments: 4 pages, LaTeX, no figures; MNRAS in press

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.

Выпуск 114. 08-29 августа 2005

astro-ph/0508251 Черная дыра промежуточной массы в шаровом скоплении G1 (An Intermediate-Mass Black Hole in the Globular Cluster G1: Improved Significance from New Keck and Hubble Space Telescope Observations)
Authors: Karl Gebhardt, R. Michael Rich, Luis C. Ho
Comments: accepted for publication in the Astrophysical Journal

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.

Выпуск 112. 22-31 июля 2005

обзор gr-qc/0507101 Черные дыры и фундаментальная физика (Black holes and fundamental physics)
Authors: Jose P. S. Lemos
Comments: Invited talk at the Fifth International Workshop on New Worlds in Astroparticle Physics, University of the Algarve, Faro, Portugal, January 8-10, 2005, published in the Proceedings of the Fifth International Workshop on New Worlds in Astroparticle Physics, World Scientific (2005), eds. P. M. Sa' et al; 20 pages

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.

astro-ph/0507692 Гравитационная отдача сливающихся черных дыр (Gravitational Recoil of Inspiralling Black-Hole Binaries to Second Post-Newtonian Order)
Authors: Luc Blanchet, Moh'd S. S. Qusailah, Clifford M. Will
Comments: 18 pages, 1 figure, submitted to The Astrophysical Journal

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.

Выпуск 110. 15-30 июня 2005

обзор gr-qc/0506078 Черные дыры в астрофизике (Black Holes in Astrophysics)
Authors: Ramesh Narayan
Comments: To appear in a forthcoming Special Focus Issue on "Spacetime 100 Years Later" published by the New Journal of Physics. The article, finalized in October, 2004, consists of 21 pages of text, 3 figures and 6 movies (found at http://www.cfa.harvard.edu/~narayan/NJP)

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

Выпуск 108. 20-31 мая 2005

обзор astro-ph/0505463 Образование и эволюция сверхмассивных черных дыр (Formation and Evolution of Supermassive Black Holes)
Authors: Francoise Combes
Comments: 31 pages, 13 figures, review paper for Astrophysics Update 2

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).

Выпуск 106. 01-10 мая 2005

astro-ph/0505007 О возможности того, что пары нейтронных звезд и черных дыр ответственны за гамма-всплески (On the viability of neutron star black hole binaries as central engines of gamma-ray bursts)
Authors: S. Rosswog
Comments: 8 pages, 2 Figures

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.

Выпуск 104. 11-20 апреля 2005

astro-ph/0504203 Образование массивных черных дыр в шаровых скоплениях (Formation of Massive Black Holes in Globular Clusters)
Authors: Nozomu Kawakatu, Masayuki Umemura
Comments: 8pages, 5figures, accepted for publication in ApJ (Volume 628, August 1, 2005 issue)

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.

Выпуск 103. 01-10 апреля 2005

миниобзор astro-ph/0504034 Первичные черные дыры - последние достижения (Primordial Black Holes - Recent Developments)
Authors: B.J.Carr
Comments: 12 pages, 6 figures, 22nd Texas Symposium at Stanford 12-17 December 2004

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:

сверхмассивные черные дыры в центрах галактик

черные дыры звездных масс - компактные остатки эволюции массивных звезд

черные дыры промежуточных масс, обсуждаемые в связи с ультрамощными рентгеновскими источникам

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.