Космический рёв: NASA записало жуткие звуки чёрной дыры

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) создало завораживающую аудиозапись звуковых волн, исходящих от сверхмассивной чёрной дыры, расположенной в 250 млн световых лет от Земли. Чёрная дыра находится в центре скопления галактик Персея, и акустические волны, исходящие от неё, были транспонированы на 57 и 58 октав вверх, чтобы стать слышимыми для человеческого уха.

Результат, опубликованный NASA в 2022 году, представляет собой своего рода неземной (очевидно) вой, который, если быть честными, звучит не только жутко, но и немного сердито. Это был первый случай, когда эти звуковые волны были извлечены и сделаны слышимыми.

Так что же здесь происходит? Мы можем не слышать звук в космосе, но это не значит, что его там нет. В 2003 году астрономы обнаружили нечто поистине удивительное: акустические волны, распространяющиеся через огромное количество газа, окружающего сверхмассивную чёрную дыру в центре скопления галактик Персея, которое теперь известно своими жуткими завываниями.

Мы не смогли бы услышать их на текущей высоте звука. Волны включают в себя самую низкую ноту во Вселенной, когда-либо обнаруженную людьми - намного ниже пределов человеческого слуха. Но эта недавняя сонификация не только подняла запись на целый ряд октав, но и добавила к нотам, обнаруженным от чёрной дыры, чтобы мы могли получить представление о том, как они звучали бы, разносясь по межгалактическому пространству.

Самая низкая нота, идентифицированная ещё в 2003 году - это си-бемоль, всего на 57 октав ниже среднего до; на этой высоте её частота составляет 10 млн лет. Самая низкая нота, обнаруживаемая людьми, имеет частоту одну двадцатую секунды.

Звуковые волны были извлечены радиально, или наружу от сверхмассивной чёрной дыры в центре скопления Персея, и воспроизведены против часовой стрелки от центра, чтобы мы могли слышать звуки во всех направлениях от сверхмассивной чёрной дыры на частотах в 144 квадриллиона и 288 квадриллионов раз выше их первоначальной частоты.

Результат получился жутким, как и многие волны, записанные из космоса и транспонированные в звуковые частоты. Однако звуки - это не просто научное любопытство. Разреженный газ и плазма, дрейфующие между галактиками в скоплениях галактик, известные как межгалактическая среда, плотнее и намного горячее, чем межгалактическая среда за пределами скоплений галактик.

Звуковые волны, распространяющиеся через межгалактическую среду, являются одним из механизмов, посредством которых межгалактическая среда может нагреваться, поскольку они переносят энергию через плазму. Так как температура помогает регулировать звездообразование, звуковые волны могут играть жизненно важную роль в эволюции скоплений галактик на протяжении длительных периодов времени.

Именно это тепло позволяет нам обнаруживать звуковые волны. Поскольку межгалактическая среда настолько горячая, она ярко светится в рентгеновских лучах. Обсерватория Chandra X-ray Observatory позволила не только первоначально обнаружить звуковые волны, но и реализовать проект сонификации.

Ещё одна знаменитая сверхмассивная чёрная дыра также получила обработку сонификации. M87*, первая чёрная дыра, которая когда-либо была непосредственно сфотографирована в колоссальных усилиях коллаборации Event Horizon Telescope, также была запечатлена другими инструментами в то же время.

К ним относятся Chandra для рентгеновских лучей, Hubble для видимого света и Atacama Large Millimeter/submillimeter Array для радиоволн. Эти изображения показали колоссальную струю материала, запускаемого из пространства непосредственно за пределами сверхмассивной чёрной дыры, со скоростями, которые кажутся быстрее, чем скорость света в вакууме (это иллюзия, но классная). И теперь они тоже были сонифицированы.

Чтобы прояснить, эти данные изначально не были звуковыми волнами, как аудио Персея, а светом на разных частотах. Радиоданные на самых низких частотах имеют самую низкую высоту звука в сонификации. Оптические данные занимают средний диапазон, а рентгеновские лучи находятся на вершине.

Превращение таких визуальных данных в звук может стать прекрасным новым способом познания космических явлений, и этот метод также имеет научную ценность. Иногда преобразование набора данных может раскрыть скрытые детали, позволяя делать более подробные открытия о таинственной и обширной Вселенной вокруг нас.