The Conservation, Jaclyn Champagne, University of Arizona
Почему существуют маленькие и большие черные дыры? Также, почему некоторые черные дыры невидимы, а другие имеют белые очертания? – Седра и Хумаид, Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты
Черные дыры - это плотные астрономические объекты с такой сильной гравитацией, что ничто, даже свет, не может вырваться наружу. Все, что пересекает границу гравитационного воздействия черной дыры, называемую горизонтом событий, упадет в черную дыру. Внутри этой глубокой, плотной ямы этого больше никогда не увидишь.
Черные дыры засоряют Вселенную. Некоторые черные дыры меньшего размера случайным образом разбросаны по галактикам, подобным нашему Млечному Пути. Другие гигантские, называемые “сверхмассивными” черными дырами, находятся в центрах галактик. Их масса может в миллион-миллиард раз превышать массу нашего Солнца. Возможно, вам интересно: как астрономы могут видеть что-то настолько темное и большое?
Я астроном, изучающий самые первые сверхмассивные черные дыры, образовавшиеся в нашей Вселенной. Я хочу понять, как образуются черные дыры и в каких астрофизических окрестностях они растут.
Типы черных дыр
Давайте поговорим о том, как черные дыры начинают свою жизнь. Двое известных ученых, Альберт Эйнштейн и Карл Шварцшильд, первыми выдвинули идею черной дыры. Ученые предположили, что когда большая звезда умирает, ее ядро может сжиматься до тех пор, пока оно не разрушится под собственным весом. Это то, что мы, астрономы, называем “черная дыра звездной массы”, что является просто другим способом сказать, что она сравнительно очень мала.
Черные дыры звездной массы всего в несколько раз больше нашего Солнца. Однако сверхмассивные черные дыры - это еще большая загадка. Они во много миллионов раз тяжелее нашего Солнца и расположены на небольшой площади, размером примерно с нашу солнечную систему. Некоторые ученые считают, что сверхмассивные черные дыры могли образоваться в результате одновременного столкновения и коллапсирования множества звезд, в то время как другие полагают, что они, возможно, начали расти уже несколько миллиардов лет назад.
Растущие черные дыры
Как выглядят черные дыры? Большую часть времени они не растут активно, поэтому их не видно. Но мы можем сказать, что они существуют, потому что звезды все еще могут вращаться вокруг них, точно так же, как Земля вокруг Солнца.
Когда что-то вращается вокруг невидимого объекта на высоких скоростях, ученые знают, что в центре должна быть массивная черная дыра. Это касается ближайшей к нам сверхмассивной черной дыры, которая находится в центре Млечного Пути – в безопасных миллионах миль от вас.
Между тем, когда голодная черная дыра поглощает газ в галактике, она нагревает этот газ до тех пор, пока вы не увидите светящееся кольцо из рентгеновских лучей, оптического и инфракрасного излучения вокруг черной дыры. Как только у него израсходуется все топливо вблизи горизонта событий, свет снова гаснет и он становится невидимым.
Контуры черных дыр
Одним из самых известных “белых контуров” является изображение черной дыры из фильма “Интерстеллар”. В этом фильме они пытались показать раскаленное добела газовое кольцо, которое падает в активно растущую черную дыру.
В реальной жизни мы не видим все таким крупным планом. Лучшее изображение кольца вокруг настоящей черной дыры получено с телескопа Event Horizon, на котором ученые видят сверхмассивную черную дыру в центре галактики под названием M87. Вам может показаться, что изображение размыто, но на самом деле это самое четкое изображение чего-либо столь далекого, когда-либо сделанное.
Во вселенной существует множество типов черных дыр. Некоторые из них маленькие и невидимые, а некоторые вырастают до гигантских размеров, поглощая вещество внутри галактики и ярко светясь. Но не волнуйтесь, черные дыры не могут просто продолжать поглощать все во Вселенной – в конце концов, к черной дыре не останется ничего достаточно близкого, чтобы в нее упасть, и она снова станет невидимой.