Черные дыры - одно из самых странных и интересных объектов в космосе. Они очень плотные и обладают таким сильным притяжением, что даже свет не может избежать их пленения, когда проходит достаточно близко от черной дыры.
Мысль - часть вселенной
Альберт Эйнштейн впервые предсказал существование черных дыр в 1916 году, используя свою общую теорию относительности. Термин «черная дыра» была изобретена много лет спустя в 1967 году американским астрономом Джоном Уилером. После десятилетий исследования черных дыр, более известных как теоретические объекты, первая физическая черная дыра была открыта в 1971 году.
Фотография
В 2019 году EHT (Event Horizon Telescope) опубликовала первое цветное изображение черной дыры. EHT увидел черную дыру в центре галактики M87, когда телескоп исследовал горизонт событий или область, за которой ничто не могло спастись от черной дыры. На фотографиях, обычно, показывают внезапные потери фотонов (легких частиц). Это открывает совершенно новую область исследований в области черных дыр. Астрономы теперь знают больше о том, как выглядит черная дыра.
На сегодняшний день астрономы определили три типа черных дыр: маленькие черные дыры, сверхмассивные черные дыры и средние черные дыры.
Когда звезда сжигает свое последнее топливо, звезда может взорваться или сжаться в себя. Для сверхмассивных звезд (примерно в три раза больше массы Солнца) новое ядро станет нейтронной звездой или белым карликом. Но когда самая большая звезда коллапсирует, она продолжает сжиматься и образовывать звездную черную дыру.
"Не лезь туда, она тебя сожрет!"
Черные дыры, образовавшиеся при коллапсе изолированных звезд, относительно малы, но чрезвычайно плотны. Одни из объектов, порой, имеют более чем в три раза большую массу чем Солнце. Это приводит к росту гравитации, которая начинает притягивать к себе другие объекты. Звездные черные дыры поглощают пыль и газ из близлежащих галактик, увеличивая тем самым свой рост.
По данным Гарвардского астрофизического центра, Млечный путь содержит несколько сотен миллионов дыр с черными звездами. Маленькие черные дыры заполняют всю вселенную, но их братья, сверхмассивные черные дыры, преобладают во много раз над маленькими черными дырами. Эти сверхмассивные черные дыры в миллионы или даже миллиарды раз массивнее Солнца, но примерно одинакового размера в диаметре. Считается, что такие черные дыры лежат в центре практически всех галактик, включая Млечный путь.
Ученые не до конца уверены, как возникли такие большие черные дыры. Как только эти гиганты сформировываются, они собирают массу пыли и газа вокруг себя, материал, которого оченьмнго в каждой галактике, позволяя им расти до еще больших размеров.
Мегалодон космоса
Сверхмассивные черные дыры могут быть результатом сотен или тысяч маленьких черных дыр, которые сливаются воедино. Большие газовые облака также могут быть следствием черных дыр, они могут быстро разрушаться и так же быстро накапливать массу.
Третий вариант - коллапс звездного скопления, группа звезд находящихся вместе в центре галактики. Четвертое, сверхмассивные черные дыры могут возникать из больших скоплений темной материи. Это вещество, которое мы можем наблюдать благодаря гравитационному воздействию на другие вещества и объекты.
Ученые когда-то думали, что черные дыры встречаются только в малых и больших размерах, но недавние исследования показали возможность существования черных дыр еще и среднего размера (IMBH). Такие тела могут образовываться, когда группа звезд сталкиваются в цепной реакции. Некоторые из этих IMBH, которые образуются в одном и той же области, могут в конечном итоге разрушиться в центре галактики, образуя огромную черную дыру.
В 2014 году астрономы обнаружили черную дыру среднего размера в спиральной галактике.
«Астрономам было трудно найти эти черные дыры среднего размера», - сказал соавтор Тим Робертс из Даремского университета в Великобритании. «Существовали доказательства того, что они существуют, но IMBH вели себя как давно потерянные родственники, которые не были заинтересованы в том, чтобы их нашли». Черные дыры имеют три «слоя»: внешний, внутренний горизонт событий и сингулярность событий.
А может и выплюнет
Горизонт событий черной дыры - это граница вокруг начала черной дыры, за которой свет не может пройти. Как только частица пересекает горизонт событий, она не может пройти обратно. Гравитация постоянна на протяжении всего горизонта событий.
Внутренняя область черной дыры, где находится большая часть объекта, более известная как сингулярность черной дыры, является единственной точкой в пространстве и времени, в которой сосредоточена масса черной дыры.
Черная среди черных
Ученые не могут видеть черные дыры, так как они могут видеть звезды и другие объекты в космосе. Вместо этого астрономы могут только полагаться на обнаружение излучения черной дыры, испускаемого при попадании пыли и газа в плотные границы черной дыры. Но сверхмассивные черные дыры в центре галактики могут быть окружены плотной пылью и газом вокруг нее, которые могут блокировать выбросы тел на поверхности.
Иногда, материя тянется к черной дыре и она рикошетит от горизонта событий и отбрасывается наружу, вместо того чтобы быть втянутым в черную дыру. Хотя черная дыра остается невидимой, эти мощные струи можно рассмотреть с больших расстояний. Эти частицы движутся с очень большой скоростью. Поэтому на фотографиях мы видим контур черной дыры.
