Suhoi - В крушеньях звезд

Самое мощные из известных магнитное поле, достигающее 20 тысяч гаусс (2012)

VI.3. Черные дыры

Визитная карточка

Если жизненный путь заканчивает светило, масса которого превышает 3 солнечных, сжатие не завершается образованием нейтронной звезды. Оно, минуя т. н. зону Шварцшильда, продолжается. И появляется Ч. д.

Они не имеют поверхности. А то, что ограничивает их пределы, принято называть горизонтом событий.

Удивительные параметры этих объектов приводят к тому, что излучение просто «замыкается» внутри. Ни один квант энергии не может ее оставить, поэтому сии «пылесосы Вселенной» глотают все и ничего не выпускают из своих страшных объятий (согласно гипотезе Стивена Хокинга, чёрные дыры со временем могут "испаряться", излучая различные элементарные частицы (в т.ч. фотоны).

Угловая скорость объекта составляет более 80 процентов от скорости света, что близко к пределу, обозначенному теорией относительности Эйнштейна.

Согласно последним представлениям, препятствуют остыванию газа до состояния, когда может начаться формирование звезд. Считается, что две Ч.д., вращающиеся друг вокруг друга, - мощнейший источник возмущений пространства-времени.

Некоторая часть их, на самом деле могут оказаться так называемыми «червоточинами», или, иначе говоря, «кротовыми норами», ведущими в параллельные миры.

Невидимое нечто*

Давление внутри Ч.д. достигает 1,5 млрд. т/см 2.

Плотность, по подсчетами, превышает 5 х 10 93.

Диаметр Ч. д. по космическим масштабам настолько небольшой, что их принято считать «особыми точками» в пространстве.

Температура вещества при разгоне – 270000000-320000000 градусов.

Масса наибольшей достигает 18 млрд. (!) солнечных (галактика OJ287).

Излучают импульсами, длительностью в несколько часов, в рентгеновском диапазоне.

Обнаружить Ч. д. можно лишь путем косвенных улик. Проще всего это сделать в двойных системах, где один из компонентов и есть Ч. д. Оболочка соседа начинает стремительно перетекать в Ч. д., закручиваясь вокруг нее и «создавая» диск, который излучает в рентгеновском диапазоне.

За год среднестатистическая Ч. д. поглощает 1 млн. звезд.

Ч. д. в обычном понимании это не тела и не излучение. Они – гравитационные бездны, своеобразные провалы в пространстве и времени.

По мнению одних ученых, гипотетическое странствие в Ч. д. – это путешествие в будущее. По мнению других, гравитационный коллапс приводит к полной остановке времени и, таким образом, Ч. д. – это наше прошлое. А вот еще одна экзотическая версия: мы сами живем… внутри черной дыры.

На сегодня есть все основания считать, что Ипсилон Возничего – обычная звезда и Ч. д.; Лебедь Х-1 – голубой сверхгигант и Ч. д.; SS 433 Орла – горячий сверхгигант и Ч. д.

Существует версия, будто в центре ядер многих галактик находятся именно черные дыры.

В 2004 г. с помощью американской космической обсерватории «Chandra» удалось найти новый тип черных дыр. Дело в том, что до этого астрономам были известны лишь два их вида – с массой, превышающей Солнечную в 10 раз, и сверхмассивные – в миллиарды раз больших за Солнце. Теперь мы имеем и «черные дыры» с промежуточной массой и температурой от 1 млн. до 4 млн. градусов по Цельсию.

В 2005 г. Европейский орбитальный телескоп «XMM-Newton» в спектрах отдаленных звездных скоплений обнаружил «размытые» линии ионов железа, обусловленные падением вещества в черную дыру со скоростью, близкой к световой. Аномальный спектр, считают физики, – последняя попытка «сообщить о себе» исчезнувшего 7 млрд. лет тому вещества.

*Простейшей условной моделью Ч.Д. является река с сильным водопадом. Если рыбы, находящиеся выше водопада по течению, подплывают к нему слишком близко (пересекают горизонт событий), они уже не могут повернуть вспять и «исчезают» в нем, как в черной дыре.

Согласно принятой теории, у Ч.д. существует критическая масса, больше которой они не могут «расти».

Астрономам Южной европейской обсерватории удалось установить, что за колебания яркости излучения окрестностей черных дыр ответственны магнитные поля, создаваемые материей в окрестностях дыры.

Типы черных дыр

Тип

Солнечных масс

Микроскопические

Меньше атома, но предела не существует

Звездных масс

Несколько десятков

Промежуточные

500-1000

Сверхмассивные

Миллионы и миллиарды

Первая из открытых черных дыр

Источник рентгеновского излучения Лебедь X-1, открытый землянами в 1964 г., и классифицированный как первая черная дыра, без малого полвека будоражил умы ученых неопределенностью. Причиной сомнений части из них было не установленное расстояние (объект находится слишком далеко для осуществления точных наблюдений в оптическом диапазоне). А поскольку именно расстояние играет едва ли не решающую роль при определении массы черной дыры, скептики не унимались.

И вот долголетняя препона преодолена. Астрономам удалось, наконец, вычислить, насколько далек Лебедь X-1. Полученные данные: 6050 световых лет плюс-минус 400 световых лет. Уточненные данные по объектам следующие: масса голубого сверхгиганта больше массы Солнца в 19 раз, а масса черной дыры - в 14,8.

Самые массивные черные дыры

Сразу двух рекордсменов обнаружили ученые в созвездиях Льва и Волосы Вероники (2011). Объект NGC 3842 находится на расстоянии 320 млн. св. лет от Земли, а NGC 4889 - 335 млн. св. лет. Оба составляют сердцевину довольно старых эллиптических галактик.

Масса каждой из Ч.д. составляет примерно 9,7 млрд. солнечных.

Самая миниатюрная черная дыра

Сотрудники NASA в Гринбельте (США) обнаружили самую маленькую из известных черных дыр – XTEJ1650-500: она всего в 3,8 раз тяжелее Солнца, а ее диаметр составляет 24 км (2008).

Черная дыра на весах ученых

В 2008 г. финские астрономы «взвесили» черную дыру, находящуюся в созвездии Рака.

Она в 18 млрд. раз (!) больше, чем Солнце.

«Куры»-галактики и «яйца»-черные дыры

На протяжении многих лет специалисты были разделены на два лагеря. Одни утверждали, что первыми после Большого Взрыва появились черные дыры, которые собрали, подобно пылесосам, материю, из которой родились галактики. Оппоненты не менее горячо настаивали: черные дыры появились в уже сформированных галактиках.

И вот, наконец, получен аргументированный ответ: черные дыры возникли таки раньше галактик (2009). Именно они, аккумулировав вокруг себя материю, стимулировали формирование последних.

Черные дыры ...излучают!

Столкновения частиц вещества в горячей области, находящейся в непосредственной близости от горизонта событий, приводит к конвекционной передаче энергии к более холодным внешним регионам. Этот процесс придает веществу дополнительный «заряд», уносящий их от черной дыры. И его ученые уже регистрируют.