Астрономы нашли сверхмассивную черную дыру в ближней Вселенной


Почему возникают черные дыры

Строение Млечного Пути. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Рисунок 1. Строение Млечного Пути. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Простая черная дыра представляет собой некогда светившую звезду, утверждают ученые. На каком-то из этапов своего существования гравитационные силы такой звезды начали сильно увеличиваться, в то же время радиус оставался неизменным. Если раньше звезда росла, то потом те силы, которые сосредоточились в ее ядре, стали притягивать все остальные составляющие.

Края звезды при этом начинают буквально заваливать своей тяжестью ее центр. При этом появляется сверхмощный по силе коллапс, превращающийся в черную дыру. Такие звезды уже не могут светить, поскольку они уже ими не являются, а представляют собой абсолютно внешне незаметные объекты Вселенной.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Черная дыра Млечного пути 410 руб.
  • Реферат Черная дыра Млечного пути 240 руб.
  • Контрольная работа Черная дыра Млечного пути 220 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

В то же время такие объекты будут весьма ощутимыми, поскольку способны поглощать буквально все в своем гравитационном градусе. Согласно утверждениям ученых, такая мощная гравитация может раздавить любое космическое тело.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре нашей галактики наращивает активность

Черная дыра в центре нашей галактики

Черная дыра под названием Стрелец А* — сверхмассивное тело, удаленное от Солнечной системы на 20 тыс. световых лет и наблюдаемое для нас в проекции на линию Млечного Пути. Прежде ему не была свойственна повышенная активность, что отличало его от подобных явлений, наблюдаемых в центральных областях прочих галактик, где далекие черные дыры жадно захватывают вещество из окружающего космоса.

Было отмечено, что центральная часть нашей Галактики не стабильна по яркости излучения и данный показатель незначительно меняется во времени. Вот уже более пяти лет (с 2014 года) Стрелец А* излучает все сильнее. Он демонстрирует возрастающее количество все более масштабных вспышек, и они выглядят все более яркими.

Недавно группа астрономов выпустила отчет за период 2015-2018 гг. Этот обзор демонстрирует, насколько менее спокойным становится центральная область Галактики. Ученые также указывают на результаты предварительного анализа информации за минувший год. За это время телескоп Swift обнаружил 4 мощных всплеска, и это нехарактерно много за столь непродолжительное время. Кроме того, скоро выйдут в свет итоги наблюдений телескопов XMM-Newton и Chandra за прошлый год. Эти сведения, как полагают исследователи, позволят прийти к обобщающему выводу о том, почему в середине Галактики растет интенсивность рентгеновского излучения. Предпосылками этого явления могут быть факторы аккреции (захвата космического вещества массивными телами), приливных процессов либо влияние пролетающих астероидов.

Черная дыра Сагиттарид в Центре Млечного Пути

Замечание 1

Большинство галактик в своем центре имеют черные дыры, исключением в этом отношении не становится Млечный путь. Находящаяся в нем черная дыра получила название Сагиттарид.

Сагиттарид расположен на расстоянии от Земли в 26000 световых лет (14 млн. миль). Эта огромная черная дыра легко могла бы поместиться в орбите Меркурия. Ее масса, согласно самым малым подсчетам, равнозначна 40 тысячам Солнцам.

Черные дыры внутри обладают таким сильным гравитационным притяжением, что даже излучаемый Солнцем свет не может его избежать. В действительности, черные дыры не невидимы. Они достаточно яркие. Их нагревают большие скопления газов и звездной пыли, а также трение. Этот процесс сопровождается световым излучением.

Лень читать?

Задай вопрос специалистам и получи ответ уже через 15 минут!

Задать вопрос

Сагиттарид, подобно другим черным дырам, пытается проглатывать все, что рядом с ним проходит. Площадь вокруг Сагиттарида является очень благоприятным местом для появления новых звезд, которые быстро угасают. Черная дыра в центре Млечного Пути отличается своей повышенной активностью. Довольно часто она буквально извлекает из себя погасшие звезды и оставшуюся звездную пыль с газом.

Найдена струя из древней черной дыры массой миллиард Солнц

Ученые обнаружили самый старый и самый дальний блазар, — сверхмассивную черную дыру, извергающую ошеломляющее количество света на границе пространства и времени. Этому объекту почти 13 миллиардов лет. Ученые смогли обнаружить блазар только благодаря его мощности: он настолько «радио-громок», что светит даже издалека. Он был обнаружен группой ученых во главе с аспиранткой Университета Инсубрии в Италии Сильвией Белладиттой и получил индекс PSO J030947.49 + 271757.3 (или PSO J0309 + 27 для краткости).

Блазары — это особый класс активных ядер галактик, которые образованы сверхмассивными черными дырами, питающимися огромным количеством падающих в них газа, пыли и звезд. Когда материал попадает в черную дыру, он разогревается до невероятных температур, что вызывает выброс светящихся струй вещества и излучения, распространяющихся со скоростью, близкой к скорости света. Струи блазаров могут быть настолько мощными, что способны пробивать дыры в галактиках.

Чтобы считаться блазаром, струя, исходящая из черной дыры, должна быть направлена прямо на нас. В результате они являются одними из самых ярких объектов в небе. «Наблюдение за блазаром чрезвычайно важно, — говорит Белладитта. — Большинство из них ориентированы по‑разному, и поэтому их свет слишком слаб, чтобы его можно было увидеть».

Белладитта и ее коллеги смогли обнаружить PSO J0309 + 27 после того, как свели воедино данные нескольких обсерваторий: антенной решеткой NRAO в Нью-Мексико (США), телескопом на Гавайях (Pan-STARRS), а также космическим телескопом Wide-field Infrared Survey Explorer. Кроме того, потребовались измерения с помощью Большого бинокулярного телескопа (LBT) в Аризоне, чтобы подтвердить — данный объект является самым отдаленным и древним блазаром из когда-либо наблюдавшихся. Дальнейшее изучение блазара с помощью космического телескопа НАСА Swift, показало, что он также является самым мощным.

Наука

ESA проследило трехгодичное путешествие айсберга на 1000 километров

Полученный спектр подтвердил, что PSO J0309 + 27 является центром галактики, которая находится очень далеко от нас, о чем говорит красное смещение с рекордным значением 6,1, которое никогда ранее не наблюдалось у подобного объекта.

Сверхмассивная черная дыра в основе PSO J0309 + 27 примерно в миллиард раз массивнее Солнца. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути лишь в четыре миллиона раз массивнее Солнца.

Открытие PSO J0309 + 27 проливает свет на происхождение сверхмассивных черных дыр, которых сейчас много во всей Вселенной и которые влияют на ее эволюцию. «Благодаря нашему открытию мы можем сказать, что в течение первого миллиарда лет жизни Вселенной существовало большое количество очень массивных черных дыр, испускающих мощные релятивистские струи, — сказала Белладитта. — Это накладывает жесткие ограничения на теоретические модели, которые пытаются объяснить происхождение огромных черных дыр в нашей Вселенной».

Другие древние блазары, вероятно, будут обнаружены гиперчувствительными телескопами нового поколения. Эти объекты позволят заглянуть в раннюю Вселенную.

Астрономы зарегистрировали мерцание черной дыры в центре Млечного пути

Астрономы зарегистрировали квазипериодические мерцания Стрельца А* — сверхмассивной черной дыры в центре Млечного пути. По мнению исследователей, колебания излучения, наблюдавшиеся в миллиметровом диапазоне, могут быть связаны с возникновением горячих пятен в аккреционном диске вокруг компактного источника. Статья опубликована в The
Astrophysical Journal Letters.
В центральной части Млечного Пути, на расстоянии около 26 тысяч световых лет от Солнца, находится компактный радиоисточник Стрелец A*, который, скорее всего, представляет собой сверхмассивную черную дыру с массой 4,2 миллиона масс Солнца. Это ближайший к нам объект такого типа, что делает его крайне привлекательным для исследований. Более чем за 20 лет наблюдений ученым удалось узнать, что черная дыра окружена аккреционным диском из горячего газа, вещество которого падает по спирали на черную дыру, и диском из более холодного молекулярного газа, а также массивными горячими звездами. Кроме того, исследователи регистрируют исходящие от Стрельца A* вспышки в радио, ближнем инфракрасном и рентгеновском диапазоне, однако вопрос о том, периодичны ли они, долгое время оставался открытым.

Юхэй Ивата (Yuhei Iwata) из Университета Кэйо вместе с коллегами наблюдали Стрелец А* в миллиметровом диапазоне электромагнитных волн с помощью комплекса телескопов Atacama Large Millimeter Array. В течение 10 дней, 70 минут в день, астрономы регистрировали, как меняется плотность потока излучения, исходящего от источника в центре нашей галактики. На полученных в результате кривых блеска ученые заметили два феномена: квазипериодические колебания, возникающие примерно раз в полчаса, и более медленные, часовые вариации.

Авторы работы сосредоточились на коротких временных колебаниях и обнаружили, что 30-минутный период изменения потока излучения сопоставим с периодом обращения внутреннего края аккреционного диска с радиусом 0,2 астрономической единицы. Для сравнения, Меркурий вращается вокруг Солнца на среднем расстоянии 0,4 астрономической единицы. По мнению группы Иваты, колебания на кривой блеска могли вызвать горячие пятна, образующиеся из-за магнитных возмущений в горячем газе, движущимся по круговой орбите вблизи сверхмассивной черной дыры.

Астрономы надеются, что полученные данные смогут больше рассказать нам о поведении черной дыры и газа вокруг нее. С другой стороны, исследователи опасаются, что столь быстрое вращение внутренней части аккреционного диска может помешать проекту Телескоп горизонта событий (EHT) получить изображение ближайших окрестностей Стрельца А*. «Чем быстрее движение, тем сложнее заснять объект», — говорит Томохару Ока, профессор Университета Кейо и один из авторов работы.

В 2020 году проекту EHT вперые удалось разглядеть тень сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики M87. Это стало знаковым событием для всей астрономии. Подробнее о контексте подобных исследований можно прочитать в материале «Взгляд в бездну».

Кристина Уласович

Самая большая черная дыра

В прошлом десятилетии эти невидимые космические объекты наделали шуму в среде астрофизиков. Существование огромных черных дыр было удивительно, однако оказалось, что искать их не так уж и сложно, когда есть какой-либо план.

В сердце каждой галактики располагается невидимый объект огромных размеров, искажающий орбиты звезд. Этим объектом оказалась сверхмассивная черная дыра. Это объясняется тем, что в центральных частях галактик скопление звезд наибольшее, результат их слияния и приводит к гигантским массам черных дыр, и выходит, что сверхмассивная черная дыра в центре галактики — это не странность, а закономерность.

Конечно, сразу возник вопрос о том, насколько большими они могут быть. Современные ученые классифицируют их по возрастанию массы. Черные дыры звездной массы сопоставимы с массой от 10 до нескольких десятков масс Солнца. Размеры сверхмассивных черных дыр огромны — начиная с миллиона и заканчивая несколькими сотнями миллионов масс нашей звезды. Остальные объекты относятся к категории средних, и ученые считают, что их гораздо меньше, чем остальных, но объяснить причину такой разницы в количестве пока не могут.

самая большая черная дыра

Обнаружение черной дыры

Проблем в исследовании и наблюдении за черными дырами довольно много, однако главная трудность состоит в их обнаружении. Свет не может преодолеть их гравитацию, а это значит, что объект с такой колоссальной массой остается невидим! Так что даже если бы самый мощный телескоп современности — «Хаббл» — «увидел» сверхмассивную черную дыру, понять, что она действительно там есть, сможет только астрофизик.

Как правило, черные дыры обнаруживают себя через искажение орбит звезд, расположенных вокруг. Также они имеют рентгеновское и гамма-излучение (это происходит из-за потоков водорода, самого распространенного вещества в нашей Вселенной), которые, прежде чем исчезнуть в черных дырах, нагреваются до температуры в несколько миллионов градусов.

Еще один способ — узнать массу, а затем объем объекта и сравнить его с гравитационным радиусом. Этот метод считается единственным достоверным. Узнать, является ли объект черной дырой, помогает ученым и соотношение его массы и светимости, скорость волновых источников и скорость вращения газа.

что будет если попасть в черную дыру

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: