Содержание
Самая большая черная дыра
Автор:
Евгения Сафонова
|
10.10.2013 00:49:39
|
Версия для печати
Ученые взвесили черную дыру в центре гигантской эллиптической галактики M87. Оказалось, что это самая тяжелая черная дыра из всех, известных до сих пор. Она может проглотить всю нашу Солнечную систему — и не поперхнуться.
Галактика M87
Галактика M87 находится в скоплении галактик, которое называется Дева, свет от нее идет до Земли больше 50 миллионов лет. Эта галактика сама по себе необычная — одна из самых больших в нашем ближнем окружении, примерно в 200 раз тяжелее нашей Галактики. Она образовалась при слиянии нескольких галактик поменьше. Кроме того, в ней оказалось очень много шаровых звездных скоплений — целых 12000; а в нашей Галактике их всего около 200. В центре M87 спряталась очень большая черная дыра, и хотя ученые не могут ее увидеть, им удалось узнать, сколько она весит — оказалось, что в шесть с лишним миллиардов раз больше, чем наше Солнце.
Черные дыры — очень экзотические и странные объекты. До сих пор никто из ученых не видел ни одной из них, но по тому, как ведут себя звезды или какое-нибудь вещество недалеко от черных дыр, можно их найти и изучить. Черные дыры очень тяжелые и плотные, у них очень сильное притяжение. Если что-то начало падать на черную дыру, преодолеть это притяжение и вернуться обратно уже невозможно (правда, герою книги Люси и Стивена Хокинга «Джордж и тайны Вселенной» — мальчику Джорджу, — удалось вызволить своего друга Эрика из черной дыры, но им помог необычный супермощный компьютер по имени Космос). Даже если бы вы оказались недалеко от черной дыры и попробовали посветить на нее фонариком, вы не смогли бы ее увидеть, потому что даже у света не хватит скорости, чтобы преодолеть такое сильное притяжение и вернуться. Граница области, из которой не сможет вернуться даже свет, называется горизонтом событий. Все, что находится за этим горизонтом, мы не можем увидеть.
Так художник изобразил черную дыру.
Источник изображения
Бывают небольшие черные дыры, которые образуются в конце жизни очень массивных звезд, после взрыва сверхновой. Такие черные дыры весят всего в несколько раз больше Солнца, а их радиус — несколько десятков километров. Представьте себе, что мы взяли несколько звезд размером с Солнце и сжали их так, чтобы они поместились в границах Москвы! Тогда мы получили бы обычную небольшую черную дыру.
Но бывают такие черные дыры, которые весят в миллионы и даже миллиарды раз больше, чем Солнце! Их находят в центрах большинства галактик. Есть такая черная дыра и в нашей Галактике, и весит она в несколько миллионов раз больше Солнца. Ее размер примерно 6 миллиардов километров — если бы мы поместили ее в Солнечную систему, она заняла бы все пространство до орбиты Плутона. Хотя саму черную дыру не видно, ученые изучают, как двигаются звезды вблизи нее. Вы можете посмотреть на видео ниже — звезды обращаются вокруг чего-то невидимого, что их очень сильно притягивает.
Загрузка плеера
В вашем браузере отключен JavaScript
Но черная дыра в центре галактики M87 еще примерно в тысячу раз тяжелее, чем наша, и пока что это самая тяжелая черная дыра из известных. Ее размер около 20 миллиардов километров.
Черные дыры только «глотают» вещество. Они могут разгонять часть непроглоченного вещества до огромных скоростей. Тогда это вещество выбрасывается на очень большие расстояния, иногда даже за пределы галактики, в центре которой такая черная дыра находится. Так произошло и в галактике M87, на снимке вы можете увидеть джет — вещество, разогнанное центральной черной дырой.
Если бы такая черная дыра была в нашей Галактике, мы могли бы наблюдать интересные явления. Возможно, некоторые из звезд, которые вы видели на видео, были бы разрушены ее притяжением, а орбиты остальных поменялись бы. Может быть, мы даже смогли бы увидеть джеты. Правда, на Солнечную систему такая “подмена” никак не повлияла бы — мы находимся слишком далеко от центра нашей Галактики.
Но посмотреть на такую необычную черную дыру поближе было бы очень интересно.
Комментариев: 0
|
Просмотров: 5432
|
Добавить комментарий
Самая древняя сверхмассивная черная дыра невероятно велика
2747
Добавить в закладки
Самая древняя из когда-либо обнаруженных черных дыр
настолько велика, что это не поддается объяснению, — пишет
sciencenews.org со
ссылкой на arXiv.org.
Эта активная сверхмассивная черная дыра или квазар
(сверхмассивная черная дыра в ядре галактики, окутанная ярким
диском из материала) может похвастаться массой 1,6 миллиарда
солнц и находится в центре галактики на расстоянии более 13
миллиардов световых лет от Земли. Квазар, получивший название
J0313-1806, появился в то время, когда Вселенной было всего 670
миллионов лет, или около 5 процентов от нынешнего возраста
Вселенной.
Это делает J0313-1806 в два раза тяжелее и на 20
миллионов лет старше, чем последний рекордсмен среди самых ранних
известных черных дыр.
Обнаружение такой огромной сверхмассивной черной дыры на столь
раннем этапе истории Вселенной ставит под сомнение понимание
астрономами того, как впервые образовались эти космические
объекты.
Считается, что сверхмассивные черные дыры вырастают из черных дыр
меньшего размера, которые поглощают материю. Но астроном Файги
Ван из Университета Аризоны и его коллеги подсчитали, что даже
если бы J0313-1806 сформировалась сразу после первых звезд во
Вселенной и росла с максимальной скоростью, для нее потребовалась
бы начальная масса не менее 10 000 солнц. Обычный способ
образования семенных черных дыр — в результате коллапса массивных
звезд — может сделать черные дыры только в несколько тысяч раз
массивнее Солнца.
Гигантская семенная черная дыра могла образоваться в результате
прямого коллапса огромного количества первичного газообразного
водорода, говорит соавтор исследования Сяохуэй Фань — также
астроном из Университета Аризоны в Тусоне.
Или, возможно, семя
J0313-1806 началось с малого, образовавшись в результате коллапса
звезды, и черные дыры могут расти намного быстрее, чем думают
ученые. «Обе возможности существуют, но ни одна из них не
доказана, — говорит Фан. — Мы должны смотреть гораздо раньше [во
Вселенную] и искать гораздо менее массивные черные дыры, чтобы
увидеть, как они растут».
[Фото: sciencenews.org]
Автор Подготовила Анна Юдина
возраст черных дыр
квазар
образование вселенной
сверхмассивная черная дыра
семенная черная дыра
черная дыра
Источник:
www.sciencenews.org
Информация предоставлена Информационным агентством «Научная Россия». Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано
Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.
НАУКА ДЕТЯМ
Ученые МФТИ пролили свет на перенос ионов живыми клетками
15:30 / Биология
На NICA впервые ускорен пучок тяжелых ионов
14:30 / Физика
Ученые ДВФУ выяснили, что тихоокеанские лососи могут переносить опасные загрязняющие вещества
13:30 / Биология
Найден дешевый и экологичный способ для производства основы лекарств, красителей и пестицидов
12:30 / Химия
Методика ученых Пермского Политеха поможет находить нефть в карбонатных пластах
11:30 / Новые технологии, Геология
Человек будущего.
116 лет назад родился академик Дмитрий Лихачев
10:00 / История, Наука и общество, Персона
Ученые упростили использование углеродных нанотрубок в полимерных нанокомпозитах
12:00 / Химия
Современный подход к экономическому образованию. Высшей школе экономики 30 лет
10:30 / Наука и общество, Образование, Экономика
27 ноября родился Андерс Цельсий
10:00 / Астрономия, Персона
День рождения академика Владимира Хавинсона
09:55 / Биология, Здравоохранение, Медицина
Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. «Очевиднное — невероятное» эфир 10.05.2008
04.03.2019
Памяти великого ученого. Нанотехнологии. «Очевидное — невероятное» эфир 3.08.2002
04.03.2019
Вспоминая Сергея Петровича Капицу
14.02.2017
Смотреть все
Найдена самая большая из когда-либо обнаруженных черных дыр
Главная
Технология
Новости
Местонахождение крупнейшей из когда-либо обнаруженных черных дыр
Сверхмассивная черная дыра, которая примерно в 100 миллиардов раз больше Солнца, расположена в галактике Феникс А.
Черная дыра — одна из самых больших загадок нашей Вселенной, которую изучают ученые. Они считаются самыми массивными и опасными объектами во Вселенной, поскольку их гравитационное притяжение настолько велико, что сквозь него не может вырваться даже свет. Считается, что они сверхмассивны — эквивалентны массе миллиардов звезд. Но самая гигантская из когда-либо обнаруженных черных дыр расположена в центре скопления галактик Феникс на расстоянии около 8,5 миллиардов световых лет. Как сообщает Worldatlas.com, масса центральной черной дыры примерно в 100 миллиардов раз больше, чем у Солнца, а ее горизонт событий имеет диаметр 590 миллиардов километров, то есть примерно в 100 раз больше расстояния между Солнцем и Плутоном. Гигантская черная дыра составляет около 10% массы всего Млечного Пути.
Хотя мы знаем, что черные дыры обычно образуются в результате «катастрофической смерти» звезд, в отчете предполагается, что сверхмассивная черная дыра Phoenix A может образоваться в результате столкновения нескольких сверхмассивных черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва.
. Это также означает, что это может быть одна из старейших черных дыр во Вселенной. Более того, сама черная дыра увеличивается в размерах и массе, поглощая огромное количество материала. В настоящее время его масса ежегодно увеличивается на 60 солнц.
Что такое кластер Phoenix?
Скопление Феникс — одна из самых активных галактик во Вселенной. Он содержит до 1000 отдельных галактик с аномально высокой скоростью звездообразования. Самой активной галактикой в скоплении является центральная галактика под названием Феникс А, в которой звездообразование более чем в 700 раз выше, чем в Млечном Пути. В нашей галактике Млечный Путь в среднем формируется одна звезда каждый год, однако в Фениксе А каждый год образуется 740 звезд.
Подпишитесь на HT Tech, чтобы быть в курсе последних технических новостей и обзоров, а также следите за нами
в Twitter, Facebook, Google News и Instagram. Для наших последних видео,
подписывайтесь на наш канал на YouTube.
Дата первой публикации: 09 августа, 22:16 IST
Теги:
черные дыры
вселенная
СЛЕДУЮЩАЯ СТАТЬЯ НАЧИНАЕТСЯ
Советы и подсказки
На iPhone 14 и iPhone 13 вот как запретить приложениям отслеживать ваше местоположение
Хранилище Gmail заполнено? Убейте эту проблему с монстром с помощью этого волшебного движения
Хотите использовать аккаунт WhatsApp на двух телефонах? Узнай СЕКРЕТ здесь
Измените расстояние между значками Windows 11 прямо сейчас; знать шаги, чтобы следовать
лайфхака, которые поразят вас! Бесплатное хранилище Gmail, отмена электронной почты, расписание и многое другое
Выбор редакции
Lenovo Legion 5i Pro (2022 г.
) Обзор: «Стильный» игровой ноутбук
Обзор Boat Stone 190 Superman DC Edition: колонка для начинающих с оттенком стиля
Moto e22s Обзор: Все о дисплее!
Обзор Google Pixel 7: определяет возможности смартфона
Обзор Google Pixel 7 Pro: Звездные камеры, Великолепный опыт
Актуальные истории
iPhone 14 Pro Max после 2 месяцев использования: теперь все хорошо; очень хорошо
пользователей iPhone 14 Pro, iPhone 13 Pro ОСТОРОЖНО! Фото, видео с STRANGERS теперь на вашем телефоне
обновление watchOS 9; У тебя есть СИЛА! Спасите свои Apple Watch от ранней СМЕРТИ с помощью этого подарка
Lenovo Legion 5i Pro (2022 г.) Обзор: «Стильный» игровой ноутбук
Спасатель! Apple Watch могут обнаруживать опасные для жизни болезни сердца
Activision опасается, что США заблокируют сделку Microsoft на 69 миллиардов долларов
Ханчжоу обещает финансирование видеоигр по мере смягчения репрессивных мер в Китае: SCMP
10 млн продаж! Nintendo устанавливает рекорд продаж с новыми играми про покемонов на Switch
Кода погашения Garena Free Fire на 22 ноября: наборы, скины, оружие и многое другое для вас
Один из создателей Sonic the Hedgehog Юдзи Нака арестован за инсайдерскую торговлю
Сверхмассивная черная дыра характерна для большинства галактик
12 мая 2022 года группа Event Horizon Telescope объявила, что они сделали первое в истории изображение Стрельца A*, черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь.
Здесь мы видим изображение (вставка). Изображение через Чандру.
Телескоп Event Horizon — та же группа, которая в 2019 году получила первое в истории изображение сверхмассивной черной дыры в галактике M87 — заявляет, что сделает революционное заявление в четверг, 12 мая 2022 года. Пресс-конференция будет проходить в штаб-квартире ESO в Гархинге, Германия, начиная с 15 CEST (13 UTC или 8 утра CDT). Пресс-конференция посвящена Стрельцу A*, сверхмассивной черной дыре в центре нашей собственной галактики Млечный Путь. Может ли это быть первое в истории изображение сверхмассивной черной дыры нашей галактики? Полная версия пресс-конференции будет транслироваться на канале ESO в YouTube. Пока вы ждете, вот немного предыстории сверхмассивных черных дыр!
Сверхмассивная черная дыра для большинства галактик
Современные астрономы считают, что в сердце большинства галактик, включая наш Млечный Путь, есть сверхмассивные черные дыры.
Они называются сверхмассивными , потому что их масса в миллионы или миллиарды раз превышает массу нашего Солнца.
Таким образом, их масса значительно превышает массу так называемых черных дыр звездной массы (в несколько раз больше массы нашего Солнца и, возможно, в 150 раз больше массы нашей звезды). Кроме того, существует популяция так называемых черных дыр промежуточной массы, также называемых черными дырами Златовласки, существование которых было подтверждено только недавно, и чей верхний предел массы еще предстоит определить.
Самая легкая из обнаруженных сверхмассивных черных дыр — в карликовой галактике RGG 118, удаленной на 340 миллионов световых лет — имеет массу всего в 50 000 раз больше массы нашего Солнца.
На другом конце шкалы находится настоящий монстр: черная дыра в центре квазара TON 618. Она обладает массой 66 миллиардов солнечных , самой массивной из обнаруженных.
Между этими двумя крайностями масса сверхмассивной черной дыры обычно в миллионы раз превышает массу нашего Солнца. Тот, что находится в центре нашей собственной галактики Млечный Путь, например, обладает 4,6 миллиона солнечных масс .
Представление художника о паре сверхмассивных черных дыр в центре галактики в ранней Вселенной. Гравитация одной черной дыры (справа) искажает свет черной дыры-компаньона и ее джетов. Астрономы считают, что практически все галактики имеют в своем сердце сверхмассивные черные дыры. Изображение предоставлено Caltech/R. Hurt (IPAC).
Откуда мы знаем?
Но поскольку черные дыры черные, откуда мы знаем, что они вообще существуют? Что выдает их присутствие в центре галактики? Ведь черные дыры не излучают никакого видимого света: на расстоянии они невидимы. Хотя сами черные дыры не излучают видимого света и, следовательно, невидимы в оптические телескопы, они может излучать большое количество света за пределами видимого спектра — чаще всего это радио-, рентгеновское и гамма-излучение.
Это электромагнитное излучение исходит не от самой черной дыры, а от окружающего ее материала. Многие сверхмассивные черные дыры в центрах галактик погружены в водовороты газа и пыли, известные как аккреционные диски.
Поскольку частицы в этих дисках, ускоренные гравитацией черной дыры, чтобы вращаться вокруг нее со скоростью, составляющей значительный процент от скорости света, неоднократно сталкиваются друг с другом, они нагреваются, в конечном итоге достигая температуры в миллионы градусов. Следовательно, они генерируют огромное количество рентгеновских лучей.
Астрономы, использующие рентгеновские телескопы, такие как орбитальная обсерватория НАСА Чандра, могут видеть эти излучения на огромных расстояниях.
Но не все сверхмассивные черные дыры окружены аккреционными дисками. Некоторые из них называются покоящимися : они могли иметь или не иметь аккреционные диски в прошлом. Почему они молчат? Это потому, что весь газ и пыль в пределах досягаемости их гравитации были проглочены. Поэтому нет никакого излучения, чтобы выдать их присутствие. Некоторые из них могут периодически испускать короткие вспышки, когда блуждающее газовое или пылевое облако подлетает слишком близко, нагревается и излучает рентгеновское излучение, прежде чем поглотится черной дырой.
Наблюдалось даже, что черные дыры ярко вспыхивают, поглощая целые звезды!
Сверхмассивная черная дыра в Млечном Пути
Наша собственная локальная сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь, называемая Стрельцом A* и часто обозначаемая просто Sag A* , представляет собой покоящуюся сверхмассивную черную дыру. 26 000 световых лет от нас. Он неравномерно вспыхивает в диапазоне волновых диапазонов, от радио до гамма, но наиболее заметно в ближнем инфракрасном диапазоне. Механизм, ответственный за генерацию этих вспышек, еще не изучен. Это может означать потребление черной дырой пыли и газа или что-то еще, о чем мы ничего не знаем.
Поскольку центр нашей галактики находится относительно близко, в отличие от далеких галактик, астрономы могут наблюдать звезды там. В частности, они могут видеть, как движутся звезды и с какими скоростями. В центре Млечного Пути около сотни звезд вращаются вокруг Пробела A*, удерживаемые его гравитационным рабством.
С 1995 года астрономы кропотливо рисовали движения дюжины или звезд, которые находятся ближе всего к черной дыре, и анимировали их траектории на основе данных. Понятно, что они вращаются вокруг какого-то невидимого объекта. По их траекториям и скоростям астрономы могут вычислить массу объекта, вокруг которого они вращаются, и получили цифру в 4,6 миллиона раз больше массы нашего Солнца.
Итак, мы знаем, что в центре нашей галактики находится сверхмассивный невидимый объект, который разгоняет ближайшие звезды до невероятных скоростей. Звезда, которая вращается ближе всего к Sag A*, обозначенная как S2, ускоряется до 11 миллионов миль в час при максимальном сближении! Его орбита проходит в пределах 120-кратного расстояния от Земли до Солнца от черной дыры; его год, или время, необходимое для совершения одного оборота Стрельца А*, составляет 15 земных лет.
Эти исследования нашего галактического центра вне всяких разумных сомнений продемонстрировали, что в центре Млечного Пути есть собственное темное чудовище.
Все наблюдения звезд, вращающихся вокруг звезды Sag A*, подтвердили предсказания теории относительности Эйнштейна в отношении объектов, вращающихся вокруг черных дыр. В 2020 году Андреа Гез и Рейнхард Гензель были удостоены Нобелевской премии по физике за открытие прогиба A * и тщательное картографирование галактического центра на протяжении десятилетий.
Поскольку масса сверхмассивных черных дыр сильно различается, их размеры также сильно различаются. Считается, что прогиб A * имеет диаметр около 14 миллионов миль. TON 618 с массой 66 миллиардов солнечных, по расчетам, составляет 262 миллиардов миль в поперечнике! Это более чем в сорок три раз больше диаметра всей нашей Солнечной системы!
Художественная иллюстрация черной дыры нового типа, известной как промежуточная черная дыра или черная дыра Златовласки. Изображение через NASA
Откуда они взялись?
Но откуда берутся сверхмассивные черные дыры и как они могут накопить такое непостижимое количество массы? Здесь все становится немного сложнее.
Суть в том, что эволюция сверхмассивных черных дыр до сих пор горячо обсуждается. Мы даже не знаем, все ли они формируются одинаково или же действуют различные механизмы.
Нам известно следующее: сверхмассивные черные дыры существовали в очень ранней Вселенной, менее чем через миллиард лет после Большого взрыва. Как они так быстро стали такими огромными, до сих пор остается загадкой. Возможно, эти ранние монстры срастались через черные дыры меньшей массы, сливаясь вместе, в конечном итоге образуя сверхмассивную черную дыру. Другая идея заключается в том, что они образовались в результате самопроизвольного коллапса огромных облаков водорода. Сжимайте что-либо во Вселенной до определенного размера и плотности, и оно образует черную дыру: например, если вы сожмете Землю до размеров шарика, вот что произойдет. Но дело в том, что мы не знаем, какая модель верна.
Ученые надеются, что космический телескоп Джеймса Уэбба, который должен начать свои научные наблюдения этим летом, поможет ответить на вопрос, как такие массивные монстры могли существовать во Вселенной так рано: телескоп должен иметь возможность заглянуть в прошлое, чтобы «всего» через 200 миллионов лет после Большого взрыва, чтобы увидеть формирование первых галактик.
Что было первым?
Также возникает вопрос, почему в центрах большинства галактик есть сверхмассивные черные дыры. Какова связь между галактикой и ее черной дырой? В последние годы этот вопрос стал предметом многочисленных исследований. Итак, образовалась ли сначала галактика, а затем образовалась ее сверхмассивная черная дыра, или же сначала образовалась сверхмассивная черная дыра, а затем галактика аккрецировала вокруг нее? Этот вопрос о курице и яйце никоим образом не решен. Кроме того, существует любопытная линейная зависимость между массой сверхмассивной черной дыры и окружающей ее галактической выпуклостью: чем массивнее черная дыра, тем больше массы в выпуклости. Это указывает на некоторую совместную эволюцию между ними, но что это за отношения и что они собой представляют, мы пока не знаем.
Мы знаем, что сверхмассивные черные дыры могут играть решающую роль в образовании звезд в галактике, что стало известно только в последние годы. Релятивистские струи, вылетающие из сверхмассивной черной дыры, прокладывают себе путь через галактику, либо рассеивая звездообразующие облака водорода, чтобы они не образовывали звезд, либо сжимая их, чтобы они начинали звездообразование.
Это указывает на тесную связь между сверхмассивной черной дырой и эволюцией принимающей ее галактики, но мы только начинаем понимать природу этой связи и ее значение для звездообразования.
Галактики без сверхмассивных черных дыр
А что насчет галактик, в центре которых нет сверхмассивной черной дыры? По сравнению с ними их немного, но мы думаем, что знаем, почему черная дыра отсутствует. Это связано с наличием двух галактик, которые проходят очень близко друг к другу. Гравитационное взаимодействие между их соответствующими сверхмассивными черными дырами может привести к тому, что одна из черных дыр будет буквально выброшена из принимающей ее галактики! В 2012 году было замечено, что сверхмассивная черная дыра вылетает из галактики-хозяина со скоростью более 3 миллионов миль в час! Более того, его рентгеновское излучение тянулось за ним, как кильватерный след, указывающий назад к центру галактики. Это было первым подтверждением того, почему в некоторых галактиках отсутствуют сверхмассивные черные дыры; с тех пор были обнаружены другие примеры.
Итак, теперь мы можем с некоторой долей уверенности сказать, что все галактик рождаются со сверхмассивными черными дырами, даже если некоторые из них впоследствии могут их потерять. Но это все еще споры о том, что образовалось раньше, галактика или черная дыра.
Сверхмассивные черные дыры — настоящие монстры Вселенной, чье происхождение загадочно, а их отношения с принимающими их галактиками до сих пор плохо изучены. Однако весьма вероятно, что с целым новым поколением сверхмощных наземных и космических телескопов, которые увидят первый свет в течение следующего десятилетия, мы, возможно, сможем наконец разгадать их тайны.
Первое изображение черной дыры
Кстати, хотя вспышки рентгеновского излучения в далеких галактиках являются индикаторами присутствия сверхмассивной черной дыры, в суде это будет рассматриваться как косвенное доказательство только . В конце концов, астрономы никогда не видели черную дыру, хотя были почти уверены, что черные дыры существуют (поскольку было бы трудно объяснить наблюдения каким-либо другим способом).