Сколько весит черная дыра


Сколько весит черная дыра

Чёрная дыра возникает в результате коллапса сверхмассивной звезды, в ядре которой заканчивается «топливо» для ядерной реакции. По мере сжатия температура ядра повышается, а фотоны с энергией более 511 кэВ, сталкиваясь, образуют электрон-позитронные пары, что приводит к катастрофическому снижению давления и дальнейшему коллапсу звезды под воздействием собственной гравитации.

Астрофизик Этан Сигел (Ethan Siegel) опубликовал статью «Крупнейшая чёрная дыра в известной Вселенной», в которой собрал информацию о массе чёрных дыр в разных галактиках. Просто интересно: где же находится самая массивная из них?

Поскольку наиболее плотные скопления звёзд — в центре галактик, то сейчас практически у каждой галактики в центре находится массивная чёрная дыра, образованная после слияния множества других. Например, в центре Млечного пути есть чёрная дыра массой примерно 0,1% нашей галактики, то есть в 4 млн раз больше массы Солнца.

Определить наличие чёрной дыры очень легко, изучив траекторию движения звёзд, на которые воздействует гравитация невидимого тела.


Сколько весит черная дыра

Но Млечный путь — относительно маленькая галактика, которая никак не может иметь у себя самую большую чёрную дыру. Например, недалеко от нас в скоплении Девы находится гигантская галактика Messier 87 — она примерно в 200 раз больше нашей.

Так вот, из центра этой галактики вырывается поток материи длиной около 5000 световых лет (на фото). Это сумасшедшая аномалия, пишет Этан Сигел, но выглядит очень красиво.

Сколько весит черная дыра

Учёные считают, что объяснением такого «извержения» из центра галактики может быть только чёрная дыра. Расчёт показывает, что масса этой чёрной дыры где-то в 1500 раз больше, чем масса чёрной дыры в Млечном пути, то есть примерно 6,6 млрд масс Солнца.

Но где же во Вселенной самая большая чёрная дыра? Если исходить из расчёта, что в центре почти каждой галактики имеется такой объект с массой 0,1% от массы галактики, то нужно найти самую массивную галактику. Учёные могут дать ответ и на этот вопрос.

Самая массивная из известных нам — галактика IC 1101 в центре скопления Abell 2029, который находится от Млечного пути в 20 раз дальше, чем скопление Девы.

Сколько весит черная дыра


В IC 1101 расстояние от центра до самого дальнего края — около 2 млн световых лет. Её размер вдвое больше, чем расстояние от Млечного пути до ближайшей к нам галактики Андромеды. Масса почти равняется массе всего скопления Девы!

Если в центре IC 1101 есть чёрная дыра (а она должна там быть), то она может быть самой массивной в известной нам Вселенной.

Этан Сигел говорит, что может и ошибиться. Причина — в уникальной галактике NGC 1277. Это не слишком большая галактика, чуть меньше нашей. Но анализ её вращения показал невероятный результат: чёрная дыра в центре составляет 17 млрд солнечных масс, а это аж 17% общей массы галактики. Это рекорд по соотношению массы чёрной дыры к массе галактики.

Сколько весит черная дыра

Есть и ещё один кандидат на роль самой большой чёрной дыры в известной Вселенной. Он изображён на следующей фотографии.

Сколько весит черная дыра

Странный объект OJ 287 называется блазар. Блазары — особый класс внегалактических объектов, разновидность квазаров. Они отличаются очень мощным излучением, которое в OJ 287 меняется с циклом 11-12 лет (с двойным пиком).

По мнению астрофизиков, OJ 287 включает в себя сверхмассивную центральную чёрную дыру, по орбите которой вращается ещё одна чёрная дыра меньшего размера. Центральная чёрная дыра в 18 млрд масс Солнца — самая большая из известных на сегодняшний день.


Сколько весит черная дыра

Эта парочка чёрных дыр станет одним из самых лучших экспериментов для проверки общей теории относительности, а именно — деформации пространства-времени, описанной в ОТО.

Из-за релятивистских эффектов перигелий чёрной дыры, то есть ближайшая к центровой чёрной дыре точка орбиты, должен смещаться на 39° за один оборот! Для сравнения, перигелий Меркурия сместился всего на 43 арксекунды за столетие.

Источник: habr.com

Сколько весит черная дыра

Чёрной дырой называют область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не может даже свет. Разросшиеся до гигантских размером чёрные дыры образуют ядра большинства галактик.

Сверхмассивная чёрная дыра — это чёрная дыра с массой около 105—1010 масс Солнца. По состоянию на 2014 год сверхмассивные чёрные дыры обнаружены в центре многих галактик, включая наш Млечный Путь.

1. Самая тяжёлая сверхмассивная чёрная дыра за пределами нашей галактики находится в галактике в гигантской эллиптической галактики NGC 4889 в созвездии Волосы Вероники. Её масса — около 21 млрд солнечных масс!

На этом снимке — галактика NGC 4889 находится в центре. Где-то там притаился тот самый гигант. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

2. Общепринятой теории образования чёрных дыр такой массы ещё нет. Существует несколько гипотез, наиболее очевидной из которых является гипотеза, описывающая постепенное наращивание массы чёрной дыры путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) из космического окружающего пространства. Трудность образования сверхмассивной чёрной дыры заключается в том, что достаточное для этого количество вещества должно быть сконцентрировано в относительно небольшом объёме.

Сверхмассивная чёрная дыра и её аккреционный диск в представлении художника. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

3. Спиральная галактика NGC 4845 (тип Sa) в созвездии Дева, находящаяся  на расстоянии 65 миллионов световых лет от Земли. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра с массой около 230 000 солнечных масс. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

4. Космическая обсерватория Chandra (Chandra X-ray Observatory, NASA) не так давно предоставила доказательства о том, что многие сверхмассивные черные дыры вращаются с огромной скоростью. Измеренная скорость вращения одной из черных дыр — 3.5 трлн. миль/час — это примерно половина скорости света, а её невероятная гравитация тянет за собой окружающее пространство на много миллионов километров. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

5. Спиральная галактика NGC 1097 в созвездии Печь. В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая в 100 миллионов раз тяжелее нашего Солнца. Она засасывает в себя любую материю в окру́ге. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

6. Мощнейший квазар в галактике Маркарян 231 может получать энергию от двух расположенных в центре черных дыр, которые кружатся вокруг друг друга. Согласно подсчетам ученых, масса центральной черной дыры превышает солнечную массу в 150 миллионов раз, масса черной дыры-спутника больше солнечной в 4 миллиона раз. Этот динамический дуэт поглощает галактическую материю и вырабатывает огромное количество энергии, вызывающее сияние в центре галактики, способное затмить сияние миллиардов звезд.

Квазары — самые яркие источники во Вселенной, свет которых ярче чем сияние их галактик. Есть гипотеза, что квазары представляют собой ядра далеких галактик на стадии необычно высокой активности. Квазара в центре галактики Маркарян 231 — это самый близкий к нам подобный объект и проявляет себя как компактный радиоисточник. Ученые оценивают его возраст всего в миллион лет. (Фото NASA):



Сколько весит черная дыра

7. Гигантская эллиптическая галактика M60 и спиральная галактика NGC 4647 выглядят очень странной парой. Они обе находятся в созвездии Дева. Яркая M60, находящаяся на расстоянии около 54 миллионов световых лет от нас, имеет простую форму яйца, которая создаётся беспорядочно роящимися старыми звёздами. NGC 4647 (вверху справа), напротив, состоит из молодых голубых звёзд, газа и пыли, которые расположены в закрученных рукавах плоского вращающегося диска.

В центре М60 находится сверхмассивная черная дыра, имеющая 4,5 млрд солнечных масс. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

8. Галактика 4C+29.30, расположенная на расстоянии 850 миллионов световых лет от Земли. В центре находится сверхмассивная чёрная дыра. Ёе масса в 100 миллионов раз больше массы нашего Солнца. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

9. Астрономы долгое время искали подтверждение того, что Стрелец А — наша сверхмассивная черная дыра в центре Млечного пути, является источником струи плазмы. Наконец, они нашли его, — об этом говорят новые результаты, полученные рентгеновской обсерваторией Chandra (Чандра) и радиотелескопом VLA. Эта струя или джет образуется за счет поглощения вещества сверхмассивной черной дырой и ее существование давно предсказывалось теоретиками. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

10. Используя самые качественные рентгеновские снимки, астрономы нашли первый очевидный факт того, что массивные черные дыры были схожи в Ранней Вселенной. Исследования и наблюдения отдаленных галактик показали, что они все обладают схожими супермассивными черными дырами. В Ранней Вселенной было найдено по меньшей мере 30 миллионов супермассивных схожих черных дыр. Это в 10 000 раз больше, чем предполагалось ранее.

На рисунке художника изображена растущая супермассивная черная дыра. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

11. Спиральная галактика NGC 4945 с перемычкой (SBc) в созвездии Центавр. Она достаточно похожа на нашу Галактику, однако рентгеновские наблюдения показывают наличие ядра, вероятно, содержащего активную сверхмассивную чёрную дыру. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

12. Скопление PKS 0745-19. Черная дыра, находящаяся в центре, является одной из 18 крупнейших известных черных дыр во Вселенной. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра


13. Мощный поток частиц из сверхмассивной черной дыры, ударивший по расположенной рядом галактике. Астрономы наблюдали столкновения галактик и раньше, но такой «космический выстрел» зафиксирован впервые. «Инцидент» произошел в звездной системе, расположенной на расстоянии 1,4 млрд. световых лет от Земли, где в настоящее время идет процесс слияния двух галактик. «Черная дыра» большей из двух галактик, которую астрономы сравнивают со «Звездой смерти» из киноэпопеи «Звездные войны», выбросила мощный поток заряженных частиц, который угодил прямо в галактику, находящуюся по соседству. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

14. Найдена самая молодая чёрная дыра. Прародительницей новичка стала сверхновая, вспыхнувшая всего 31 год назад. (Фото Chandra X-ray Observatory Center):

Сколько весит черная дыра

15. Художественное изображение черной дыры, поглощающей космическое пространство. Со времени теоретического предсказания чёрных дыр оставался открытым вопрос об их существовании, так как наличие решения типа «чёрная дыра» ещё не гарантирует, что существуют механизмы образования подобных объектов во Вселенной. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

16. Вспышки на черной дыре в спиральной галактике M83 (известна также под названием Южная Вертушка), полученные с помощью космической рентгеновской обсерватории НАСА «Чандра». Южная Вертушка находится на расстоянии приблизительно 15 миллионов световых лет от нас. (Фото NASA):


Сколько весит черная дыра

17. Спиральная галактика NGC 4639 с перемычкой в созвездии Дева. NGC 4639 скрывает массивную черную дыру, которая поглощает космический газ и пыль. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

18. Галактика M 77 в созвездии Кит. В центре неё — сверхмассивная черная дыра. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

19. Художники изобразили черную дыру нашей Галактики – Стрелец A*. Это объект огромной массы. По анализу элементов орбит вначале было определено, что вес объекта составляет 2.6 млн солнечных масс, причем эта масса заключена в объёме не более 17 световых часов (120 а. e.) в диаметре. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

20. Заглянуть в жерло чёрной дыры. Получить уникальное изображение жерла черной дыры и редких явлений в ее окрестностях удалось астрономам японского аэрокосмического агентства ДЖАКСА с помощью инфракрасной космической лаборатории NASA WISE. Объектом наблюдения WISE стала черная дыра в 6 раз превышающая массу солнца и значащаяся в каталогах под названием GX 339-4. Рядом с GX 339-4, находящейся на расстоянии более 20 тыс. световых лет от Земли, обращается звезда, вещество которой затягивается в черную дыру под воздействием ее чудовищного гравитационного поля, которое в 30 тыс. раз сильнее, чем на поверхности нашей планеты.  При этом часть данного вещества выбрасывается от черной дыры в обратном направлении, образуя струи частиц, движущихся на околосветовых скоростях. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

21. Галактика NGC 3081 в созвездии Гидра. Находится на расстоянии около 86 миллионов световых лет от Солнечной системы. Как считают ученые, в центре NGC 3081 находится сверхмассивная чёрная дыра. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

22. Спит и видит сны. Почти десять лет назад космическая рентгеновская обсерватория НАСА «Чандра» зафиксировала признаки того, что, по-видимому, является черной дырой, которая поглощает газ прямо в центре ближайшей галактики Скульптор. И вот в 2013 году космический телескоп НАСА NuSTAR, который регистрирует жесткое рентгеновское излучение, бросает беглый взгляд в том же направлении и обнаруживает мирно спящую черную дыру (за последние 10 лет перешла в неактивное состояние).

Масса спящей черной дыры примерно в 5 миллионов раз больше массы нашего Солнца. Черная дыра находится в центре галактики Скульптор, известной также как NGC 253. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

23. Плазма, выбрасываемая сверхмассивными черными дырами в центрах галактик может переносить огромное количество энергии на гигантские расстояния. Область 3C353 в свете рентгеновских лучей телескопов Чандра и Very Large Array окружена плазмой, выброшенной одной из черных дыр. На фоне гигантских «перьев» излучения галактики выглядят крошечными точками в центре. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

24. Так по мнению художника может выглядеть сверхмассивная черная дыра с массой от нескольких миллионов до миллиардов раз больше массы нашего Солнца. Трудность образования сверхмассивной чёрной дыры заключается в том, что достаточное для этого количество вещества должно быть сконцентрировано в относительно небольшом объёме. (Фото NASA):

Сколько весит черная дыра

Это копия статьи, находящейся по адресу https://masterokblog.ru/?p=49173.

Источник: masterok.livejournal.com

Сколько весит черная дыра

Лондон, 20 декабря. Британский астрофизик выяснил, до какой максимальной массы может вырасти черная дыра. Выяснилось, что сверхмассивные черные дыры в центрах галактик могут достигнуть не более чем 50 миллиардов солнечных масс. 

Астроном Эндрю Кинг из университета Лейчестера в ходе анализа масс черных дыр в недрах галактик обратил внимание на то, что было обнаружено значительное количество черных дыр с массой в пределах 20–30 миллиардов солнечных, однако нет таких, которые бы превышали эту отметку.

Согласно заявлению ученого, формирование черной дыры находится в прямой зависимости от окружающего ее диска аккреции, в котором вещество, падающее в центр черной дыры, из-за взаимного трения разогревается до космических температур и начинает светиться. По мере того, как черная дыра становится больше, граница аккреционного диска удаляется от нее — тем самым кольцо раскаленной материи становится тем тоньше, чем больше масса черной дыры.

Из расчетов, проведенных Кингом, следует, что максимальная масса черной дыры, у которой сохранится аккреционный диск, не превышает 50 млрд масс Солнца. Следует учитывать, поясняет он, что это не исключает существования более крупных черных дыр — однако их невозможно будет увидеть даже в случае столкновения со столь же массивными объектами — все излучение, которое они могут выделить, они сами же немедленно и поглотят.

«Конечно, черные дыры более крупных размеров в принципе могут существовать – к примеру, они могут возникать, когда черная дыра максимальной массы  сливается с менее крупной «кузиной». Но в таком случае ее увидеть будет невозможно, так как это слияние не породит вспышки света. Их можно будет заметить только по тому, как они будут искривлять свет, проходящих в их окрестностях, или по порождаемым гравитационным волнам во время слияния», — заключает Кинг.

Таким образом, вселенная может быть полна древних сверхмассивных черных дыр, которые невозможно увидеть из-за того, что любой свет, излучаемый в их окрестностях, никогда не сможет выбраться из их гравитационного колодца.

Источник: riafan.ru

Сверхмассивную черную дыру в галактике NGC 4889, которая принадлежит к сверхскоплению Волосы Вероники, американские астрономы обнаружили еще в 2011 году. Уже тогда ученые высказали предположение, что это самый тяжелый и крупный объект в видимой части Вселенной. Об этом свидетельствовал и окружающий пейзаж: NGC 4889 является по сути дела мертвой галактикой, поскольку ее черная дыра поглотила почти все запасы холодного газа, из которого образуются новые звезды.

Однако вычислить точные размеры гигантского образования удалось только сейчас. С помощью космического телескопа «Хаббл» ученые измеряли яркость, скорость и направление движения звезд, которые сохранились в окрестностях черной дыры. С помощью этих данных ученые определили, с какой силой дыра притягивала к себе звезды. А затем через силу вычислили вес объекта.

Он составил 21 миллиард солнечных масс. А диаметр дыры-рекордсменки — 130 миллиардов километров. Для сравнения среднее расстояние от Солнца до Плутона около 6 миллиардов километров. Значит в горизонте событий (это внешние границы черной дыры) могут совершенно спокойно уместиться 10 Солнечных систем, выстроенных по линии одна за другой.

Размеры супермассивной черной дыры потрясают. Для сравнения гравитационные волны, об открытии которых на прошлой неделе заявили астрофизики, были образованы слиянием двух черных дыр, масса которых лишь в 29 и 36 раз тяжелее Солнца.

Галактика NGC 4889 вместе со своей черной дырой находятся на расстоянии 335 миллионов световых лет от нашей планеты. Но есть похожие образования, хотя и менее масштабные, и поближе к Земле.

Согласно современным представлениям о Вселенной большие черные дыры находятся в центре большинства галактик. Есть такая штуковина и у нашей галактики Млечный Путь. Астрономы называют этот объект Стрелец А*. Можно сказать, что до него рукой подать, расстояние до «домашней» черной дыры составляет 26 тысяч световых лет. По сравнению с дырой-рекордсменкой, наша представляет собой изящную миниатюру. Ее масса – «всего» 3,7 миллиона масс. А диаметр около 7 миллиардов километров – около половины Солнечной системы.

Впрочем, пугаться этого соседства не стоит. Черные дыры не являются пожирателями галактик или планет. Они считаются обычными космическими объектами. Например, если бы вместо Солнца в центре нашей солнечной системы находилась черная дыра с аналогичной массой, то Земля продолжала спокойно вращаться по своей орбите – ее бы никуда не «засосало». Отличие черных дыр от других небесных тел в том, что они обладают очень сильной гравитацией. Допустим, если бы Земля стала черной дырой, то по своему размеру она была похожа на небольшой грецкий орех. А вся масса Солнца уместилась бы в шар диаметром 5 километров. Вернее, в этом случае надо говорить не «шар», а «горизонт событий». Астрофизики утверждают, что у черной дыры нет поверхности, в которую можно было бы «ткнуть пальцем». И чтобы попасть внутрь черной дыры надо очень сильно приблизиться к этой пограничной черте — горизонту событий.

Что находится внутри, мы представляем себе слабо. Предполагается, что гравитация там настолько сильна, что ни свет, ни любая другая материя не могут покинуть границы черной дыры. Все что попало за горизонт событий – пропадает навсегда.

Есть версия, что внутри сингулярности (это центр дыры, образованный предельным сжатием вещества) находится пространственно-временной тоннель, с помощью которого можно попасть в параллельную Вселенную. Но так это или нет, ученые не могут сказать наверняка. Их знания о черных дырах весьма скудны. Во многом это объясняется, тем, что сложно было изучать объект, который не испускает никаких сигналов. Существование черных дыр было известно лишь по их влиянию на другие объекты. Но теперь после открытия гравитационных волн должен произойти научный прорыв. Теперь доказано, что черные дыры являются источниками гравитационных волн, и процесс изучения этих таинственных объектов пойдет семимильными шагами.

Источник: www.kp.ru

Самым невероятным во всём этом является то, что современная наука даже не предполагает, что может входить в состав этой субстанции Вселенной. Наиболее вероятной материей, считается «тёмная энергия», однако сам факт её существования ничем не подтверждён до сих пор.

Сколько весит черная дыра

 Как бы то ни было, а многие учёные планеты задавались вопросом, сколько же на самом деле может весить чёрная дыра. Похоже, что учёные РФ, работающие в МФТИ, изобрели метод косвенного вычисления её массы.

Уже самим фактом такого заявления они подтвердили свою уверенность в существовании этих активных галактических ядер, являющихся на сегодняшний день самыми яркими и загадочными объектами огромного космоса.

Галактика считается, как активная, если она способна к производству тонкого, длинного луча, в составе которого есть, как материя, так и энергия. Этот феномен уже известен под названием релятивистской струи. Однако, никаких пояснения самого факта его возникновения учёные пока не могут предложить.

Подавляющее большинство учёных умов склоняются к гипотезе о существовании специфических галактических ядер. Однако, их природа на данный момент также абсолютно не известна и ещё подлежит своему дальнейшему изучению.

Однако, принимая во внимание подобное предположение, учёные полагают, что вращающаяся чёрная дыра способна к поглощению активных галактик.

Сколько весит черная дыра

 Одна из них, которая находится к Земле наиболее близко, располагается в созвездии Девы. Наблюдения за ней начались ещё в 1781 году.

Сначала астрономы предполагали, что это обычная туманность. Позднее астрофизики в ходе своих исследований пришли к выводу, что она является галактикой.

Мало того, именно её оптическую струю учёные смогли наблюдать в 1918 году в первый раз. Ранее ни с чем подобным они просто не сталкивались.

Однако, именно это дало возможность по скорости плазменной струи и плотности возникающих возле неё частиц, определить структуру этой галактики.

Как оказалось, она является неоднородной. В то же время, был обнаружен и достаточно странный феномен. Данная струя с лёгкостью меняет свою параболическую форму на коническую.

Ранее это считалось единственным случаем, существующим во Вселенной. Однако, последние данные, полученные учёными РФ при изучении иных галактик, показали, что к такому способны и ещё некоторые из них.

Таким образом, российские специалисты пришли к предположению о возможной связи структуры активной галактики и изменения формы её струи. Судя по всему, на это оказывает гравитационное воздействие чёрная дыра.

Следовательно, она существует, и имеет активную взаимосвязь с другими субстанциями Вселенной.

Границы струи располагают определёнными сегментами и собственной шириной. На основании этого, учёные РФ и создали метод по косвенному измерению массы чёрной дыры и скорости её вращения.

Источник: hotgeo.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.