Черные дыры — самые загадочные объекты Вселенной. Они не излучают свет, но их гравитация управляет галактиками. Ученые десятилетиями пытались понять, существует ли граница их роста. Сегодня мы знаем: некоторые из этих монстров настолько огромны, что могут поглотить целые звездные системы за секунды. Но как они становятся такими большими? И есть ли предел их аппетиту?
Согласно теории, черная дыра возникает, когда у гигантской звезды заканчивается топливо для термоядерного синтеза. Ядро звезды коллапсирует, вызывая ударную волну, которая выбрасывает остальную часть звезды в космос.
Когда ядерный синтез прекращается, ядро начинает сжиматься под действием гравитации, вызывая рост плотности и температуры до миллиардов градусов. При массе ядра свыше ≈ 3 M⊙ никакие известные микрофизические силы не могут остановить коллапс.
Гравитация черных дыр настолько сильна, что даже свет не может вырваться за пределы «точки невозврата» — горизонта событий.
Существует три основных типа черных дыр:
- Звездной массы — массой до 100 масс солнц.
- Сверхмассивные — от миллионов до миллиардов солнечных масс. Они находятся в центрах галактик.
- Черные дыры промежуточной массы — гипотетические объекты от сотен до миллионов масс Солнца.
Но в последние годы астрономы обнаружили черные дыры, которые не вписываются в привычные категории. Их называют «ультрамассивными» или даже «колоссальными».
Рекордсмены: TON 618 и Phoenix A
Долгое время титул самой массивной черной дыры принадлежал TON 618. Этот квазар, расположенный в 10,8 млрд световых лет от Земли, светит как 140 триллионов солнц. Его масса оценивается в 66 млрд солнечных — больше, чем все звезды Млечного Пути вместе взятые.
Но в 2025 году внимание ученых переключилось на Phoenix A — чёрную дыру в центре скопления галактик Феникс. Её масса, по расчётам, достигает 100 млрд солнечных. Для сравнения:
- Это в 24 100 раз массивнее Стрельца А* — чёрной дыры нашей галактики.
- Её горизонт событий простирается на 590 млрд км — в 100 раз дальше, чем расстояние от Солнца до Плутона 7.
Как их измерили?
- Для TON 618 использовали спектральные линии водорода (Hβ) и углерода (C IV), которые показали скорость движения газа вокруг дыры.
- Массу Phoenix A рассчитали через моделирование: учёные связали её рост с активностью галактики и интенсивностью звёздообразования.
Почему они такие огромные?
Обычно чёрные дыры растут, поглощая газ или сливаясь с другими дырами. Но для достижения массы в десятки миллиардов солнц этого недостаточно. Учёные предлагают две гипотезы:
- Прямой коллапс тёмной материи
В ранней Вселенной сгустки тёмной материи могли коллапсировать, минуя стадию звёзд. Это позволило бы чёрным дырам набрать массу быстрее. - Гипераккреция
Phoenix A находится в галактике с аномально высокой скоростью звёздообразования — 740 солнц в год (против 1 у Млечного Пути). Газ охлаждается и падает в дыру со скоростью 3 820 солнечных масс в год — это в 1000 раз больше, чем у типичных сверхмассивных чёрных дыр.
Может ли чёрная дыра быть больше?
Теоретический предел массы для чёрных дыр — 50 млрд солнечных. При больших значениях излучение от аккреционного диска начинает «отталкивать» вещество, замедляя рост. Однако Phoenix A нарушает это правило.
Возможные объяснения:
- Слияние галактик — столкновения подпитывают чёрные дыры новым материалом.
- Примитивные чёрные дыры — объекты, возникшие в первые мгновения после Большого взрыва, могли стать «зародышами» для современных гигантов.
Что внутри? Загадка сингулярности
Горизонт событий — лишь граница. Внутри чёрной дыры пространство и время меняются местами. Путешественник, пересекающий горизонт, не заметит ничего странного, но для внешнего наблюдателя он «застынет» на вечность.
Парадокс объёма
Чёрная дыра массой в 4 млн солнц (как Стрелец А*) имеет объём 10³⁴ км³ — этого хватит, чтобы вместить миллион Солнечных систем. Каждый год её объём растёт на 10²⁵ км³.
Но даже эти цифры меркнут перед прогнозами. Согласно расчётам физиков Мариоса Христодулу и Карло Ровелли, к моменту испарения (через 10¹⁰⁰ лет из-за излучения Хокинга) объём чёрной дыры может превысить размеры наблюдаемой Вселенной.
Почему мы не видим галактики вокруг квазаров?
TON 618 и Phoenix A — квазары. Их яркость затмевает звёзды родительских галактик. Но астрономы нашли хитрые способы «увидеть невидимое»:
- Лайман-альфа-свечение — TON 618 окружён облаком водорода диаметром 330 000 световых лет. Оно светится в ультрафиолете, выдав присутствие скрытой галактики.
- Радиоструи — выбросы частиц из полюсов Phoenix A помогли определить её положение в скоплении.
Заключение
Чёрные дыры-гиганты бросают вызов нашим представлениям о физике. Они не просто «космические мусорщики» — их рост влияет на эволюцию галактик, формирование звёзд и даже распределение тёмной материи.
С запуском телескопов нового поколения, таких как LISA (антенна для поиска гравитационных волн), мы сможем обнаружить ещё более массивные объекты. Возможно, уже через десятилетие список рекордсменов пополнится новыми именами 68.
Однажды Эйнштейн сказал: «Самое прекрасное, что мы можем испытать, — это ощущение тайны». Чёрные дыры — идеальное воплощение этой мысли.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости
