10 речей, на які здатні чорні діри

Ми не раз писали про здібності чорних дір поглинати практично будь-яку матерію Всесвіту. Однак за останній час наука змогла виявити цілий арсенал інших всіляких особливостей цих об’єктів. Виявляється, вони не тільки здатні рухатися майже зі світловою швидкістю і проявляти ознаки справжніх космічних маніяків, знищуючи і пожираючи все на своєму шляху, але ще й демонструвати істотно більш гнучка поведінка, ніж ми звикли від них очікувати. Сьогодні поговоримо про те, на що ще здатні ці об’єкти.

 

Дуже швидко обертатися

Вчені вперше точно виміряли швидкість обертання надмасивної чорної діри. Вона вражає – 84 відсотка від швидкості світла.

Чорна діра галактики NGC 1365, розташована в 60 мільйонів світлових років вразила дослідників своїми характеристиками. Її діаметр становить 3,2 мільйона кілометрів, а маса приблизно дорівнює декільком мільйонам сонячних мас.

При обертанні вона в буквальному сенсі викривляє за собою не тільки простір, але і час, створюючи палаючий вир рентгенівського випромінювання, газу і пилу, що падуть в її надра. Вся ця матерія, найімовірніше, потрапляє в чорну діру з одного напрямку, що, на думку вчених, надає їй таку неймовірну швидкість обертання.

Об’єднуватися в групи

Найбільші з виявлених астрономами галактик в буквальному сенсі засіяні сверхмассивными чорними дірами. Вони настільки величезні, що вчені сумніваються в тому, що їх прабатьками є поодинокі зірки. Вчені довгий час підозрювали, що надмасивні чорні діри можуть народжуватися в щільних зоряних скупченнях, що складаються з груп вмираючих подвійних зірок або ж груп більш компактних чорних дір, які з часом зливаються між собою, утворюючи справжніх надгігантів.

Що цікаво, припущення нарешті знайшло справжнє підтвердження. Рентгенівський аналіз центру Чумацького Шляху показало, що безпосередньо в самому центрі наше галактики ховається дуже щільна область, в якій можуть перебувати до 12 чорних дір, що обертаються навколо основної центральної чорної діри Чумацького Шляху – Стрільця А*.

Крім того, аналіз показав, що в цілому в центральній області нашої галактики можуть знаходиться до 20 000 чорних дір.

Кидатися матерією розміром з Юпітер (іноді в нашому напрямку)

Теоретичні розрахунки та комп’ютерне моделювання говорять про те, що біля центральної чорної діри нашої галактики – Стрільця А* — може знаходитися дуже масивна зірка, яка кожні 10 тисяч років дуже близько наближається до діри, з-за чого остання витягує з неї зоряне речовина, утворюючи довгу струмінь з розпеченої матерії. Частина цієї матерії пожирается самої дірою, інша – викидається в космос. Однак деяка частина цієї матерії залишається на досить віддаленому від дірки відстані і здатна зливатися в клубок розміром з планету. Але найцікавіше полягає навіть не в цьому.

Ці клуби матерії, в деяких випадках розміром з наш Нептун, а іноді і досягають розміру Юпітера, викидаються в галактичний простір зі швидкістю 3,2 – 32,2 мільйона кілометрів на годину. За розрахунками дослідників, в результаті подій приливного руйнування зірки в космос будуть викинуті близько 100 мільйонів подібних тел. І, можливо, деякі з них будуть спрямовані в нашу сторону.

Приховувати галактичне минуле

Комплекс радіотелескопів «Атакамская велика антенна решітка міліметрового діапазону» (ALMA) дозволив ученим вперше поглянути ну тор чорної діри – скупчення пилу і газу, обертається навколо «пасти» галактичного монстра і з боку нагадує пончик.

Об’єкт дослідження знаходиться в 47 мільйонах світлових років від нас у сузір’ї Кита. Завдяки дивовижною потужності та чутливості ALMA, вчені навіть розрахували його ширину. Вона становить близько 20 світлових років. Спостерігаючи за торами чорних дір, дослідники можуть більше дізнатися про минуле галактик. Наприклад, асиметрична форма тора може говорити про те, що галактика могла злитися з іншою галактикою в певний період своєї історії в минулому.

Поглинати матерію з неймовірною швидкістю

В мільярд світлових років від нас у напрямку сузір’я Волосся Вероніки знаходиться дуже яскрава галактика PG211+143. Своєї яскравості галактика зобов’язана центральної чорної діри, яка поглинає матерію з зовнішнього космосу з неймовірною швидкістю 100 000 кілометрів на секунду.

Дослідники з’ясували, що рентгенівське випромінювання цієї галактики демонструє значне червоне зміщення, що може пояснюватися рухом матерії цієї галактики прямо в бік центральної надмасивної чорної діри з величезною швидкістю, що становить близько 30 відсотків від швидкості світла. Цей газ майже не обертається навколо чорної діри, а рухається прямо до її центру по прямій лінії, перебуваючи на неймовірно близькому до центру чорної діри відстані, що становить лише 20 розмірів чорної діри.

Поневірятися по космосу

Астрономи довгий час припускали, що чорні діри можуть бути викинуті зі своїх галактик. І дуже серйозний доказ цього припущення, як виявилося, знаходиться приблизно в 8 мільярдів світлових років від нас. Їм є квазар 3С 186, володіє масою в один мільярд сонячних.

Вчені з’ясували, що квазар на всіх парах прагне покинути своє рідне галактичне скупчення. За розрахунками дослідників, газова хмара квазара несеться геть зі швидкістю 7,6 мільйона кілометрів на годину. При такій швидкості, наприклад, з Землі до Місяця можна буде дістатися всього за 3 хвилини.

Астрономи вважають, що причиною такої «втечі» є гравітаційні хвилі – продукт злиття двох надмасивних чорних дір. В результаті цього злиття вони створили потужну ударну хвилю, по силі порівнянної одночасного вибуху 100 мільйонів наднових, яка в буквальному сенсі виштовхнула квазар зі свого «насидженого» місця.

Красти у більш великих родичів

На даний момент астрономи не тільки підтвердили п’ять подій злиття чорних дір і вироблених ними гравітаційних хвиль, але ще й виділили серед них одне, що виділяється на загальному тлі. Мова йде про злиття двох чорних діри, маса яких згідно з прогнозами, повинна була складати 10-15 сонячних. На ділі ж виявилося, що маса обох чорних дір перевищує 20 сонячних мас.

Проаналізувавши зібрані дані, вчені прийшли до висновку, що обидві чорні діри набрали у вазі через те, що крали «їжу» в істотно більш великої чорної діри, яка знаходиться також по сусідству в галактичному центрі.

До перетворення в чорні діри ці злодії представляли собою дві масивні зірки. В ході зоряної еволюції вони коллапсировали в чорні діри і стали притягуватися до галактичного центру, де вже була надмасивна чорна діра, що поглинає її оточують газ і пил. Дві «крихітки» примудрилися поцупити частина матерії у центральної чорної діри і набрали майже в три рази більше маси від свого початкового розміру, перш ніж злитися між собою.

Використовувати магнітні поля для прожитку

На думку астрономів, одним з основних факторів, що визначають масу чорної діри може бути її магнітне поле. Досліджуючи галактику Лебідь А, розташованої в 600 мільйонів світлових років від нас, вчені виявили в її галактичному центрі дуже сильне магнітне поле.

Подальший аналіз показав, що чорна діра Лебідь А дуже активна. Вчені вважають, що вона є найбільш потужним внегалактическим джерелом радіовипромінювання у своєму сузір’ї, яке створюється в результаті поглинання дірою навколишнього її матерії. І в цій справі, кажуть дослідники, активну участь бере її магнітне поле, яке притягує матерію до тору чорної діри, а потім і самі її надра.

На думку астрономів, різниця між активними галактиками, такими, як Лебідь А і неактивними галактиками, такими, як наш Чумацький Шлях, полягає в наявності та відсутності магнітного поля.

Ховатися в крихітних галактиках

В галактиці Fornax UCD3 в сузір’ї Піч знаходиться всього 100 мільйонів зірок. Це справжня крихітка в порівнянні з тим же Чумацьким Шляхом, в якому імовірно можуть знаходитися сотні мільярдів світил. Радіус галактики Fornax UCD3 складає всього якихось 300 світлових років. Незважаючи на свої крихітні розміри, «ультракомпактна карликова» UCD3 є однією з найбільш щільних галактик у Всесвіті.

В її центрі знаходиться надмасивна чорна дірка з 3-5 мільйонів сонячних мас. Вона майже така ж важка, як чорна діра Стрілець А* в центрі нашого Молочного Шляху, діаметр якого становить близько 150 000 світлових років.

Виявлення чорної діри UCD3 виявилося лише четвертим випадком виявлення надмасивних чорних дір всередині ультракомпактних галактик. Астрономи підрахували, що на частку діри припадає 4 відсотки від загальної маси галактики. Як правило в будь-яких інших випадках ця частка складає всього 0,3 відсотка.

Вчені підозрюють, що раніше галактики UCD3 була ще більше, однак близьке розташування з більшою галактикою позбавило Fornax UCD3 великого числа її зірок, перетворивши на карлика.

Зжерти наше Сонце за два дні

Астрономи виявили дивно ненажерливу чорну діру, що з’явилася на світ близько 12 мільярдів років тому. Знайдений квазар кожні два дні поглинає масу еквівалентну однієї сонячної. Внаслідок такого апетиту, чорна діра зростає настільки швидко, що її випромінювання в тисячі разів яскравіше, ніж у цілої галактики. Саме ж випромінювання відбувається внаслідок нагрівання матерії і газів, які вона поглинає.

Вчені поки не розібралися в тому, яким чином чорна діра з «темних часів» настільки швидко набрала свою масу, але зате чудово розуміють її потенціал.

Якщо б цей монстр перебував у центрі нашого Молочного Шляху, то його яскравість в 10 разів перевершила б яскравість повного Місяця на небі. Об’єкт був би настільки яскравим, що затьмарив світ більшого числа зірок на небі, а ще вбив би нас усіх своїм рентгенівським випромінюванням.

You may also like...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *