Сверхмассивная черная дыра

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: Статьи: Астрофизика

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [8 Голоса (ов)]

Схема сверхмассивной черной дыры вместе со своим аккреационным диском.

СверхМассивная Черная Дыра (СМЧД) - разновидность черной дыры массой более 106(десять в шестой степени) солнечных масс.

СМЧД находятся в центрах многих крупных галактик, включая нашу галактику Млечный Путь. СМЧД также являются основой квазаров, яркость которых напрямую зависит от аккреции (поглощения) больших объемов вещества.

Формирование сверхмассивных черных дыр

СМЧД отличаются от черных дыр (ЧД) звёздных масс, собственно, огромной массой и, возможно, способом своего образования. Черная дыра звёздных масс - образуется путём коллапса массивной звезды (более 3-х масс Солнца), - способ же образования сверхмассивной черной дыры - до сих пор неизвестен. Ни одна из версий образования СМЧД пока не получила убедительных доказательств.

На данный момент обнаружены два вида ЧД, ЧД звёздных масс и сверхмассивные. О процессе формирования ЧД звездных масс ученым известно достаточно много, формирование же СМЧД - одна из главных загадок астрофизики.

    Возможные варианты образования СМЧД:
  • образуются из обычных ЧД путем наращивания массы в богатых пылью и газом регионах Вселенной.
  • из гипотетических ЧД средних масс.
  • возникают напрямую из больших количеств газа и пыли.

ЧД средних масс (массой менее 105 и гораздо массивнее обычных ЧД звездных масс, еще их называют черные дыры промежуточных масс) - пока не обнаружены (хотя, по теории возникновения СМЧД их должно быть очень много) и кандидатов на этот вид ЧД единицы, что противоречит наблюдаемым количествам их якобы потомков - СМЧД.

UPDATE 15.02.2017: В феврале 2017 года исследование выявило ЧД промежуточных масс в центре гигантского скопления 47 Тукана.

И в тоже время в 2016 году поступили данные о возможном обнаружении процесса рождения СМЧД в ранней Вселенной напрямую из гигантских облаков газа. Но для уверенного утверждения, что газ напрямую коллапсирует в СМЧД, пока еще мало данных. Возможно телескоп Джеймс Уэбб прольет свет на эту проблему.

Сверхмассивная черная дыра в представлении художника.

Физические характеристики

Гравитационный радиус сверхмассивной ЧД (собственно, как и любого другого тела) - считается по формуле:

rg=2Gm/c2      (м)

G (гравитационная постоянная) = 6,67408(31)·10−11

с - скорость света в вакууме = 299 792 458 м/с

m - масса тела (кг), для которого считается радиус

В астрофизике чаще используют такую формулу :

rg ≈ 2,95 (m/Мʘ)      (км)

m - масса тела (кг), для которого считается радиус

Мʘ - масса Солнца

Для любых невращающихся черных дыр гравитационный радиус больше их фактического радиуса и является также и горизонтом событий.

Из этой формулы выходит, что СМЧД массой 20 млрд. солнечных масс (такая как, например, в галактике NGC 4889) будет иметь горизонт событий приблизительно 6 млрд. километров - это приблизительный радиус орбиты Плутона. При таком объеме средняя плотность будет крайне малой, даже меньше плотности воздуха.

Не стоит, однако путать эту плотность с плотностью СМЧД, она намного выше, если такое понятие как плотность вообще существует при таких массах.

Также неизвестно из чего состоит сама ЧД, как себя ведет и во что превращается в итоге вещество при экстремально высоких давлениях - не изучено, экспериментально достичь таких давлений на Земле, скорее всего, - невозможно.

Активные ядра галактик

Если СМЧД активно поглощает пыль, газ и/или близлежащие звезды, и вследствии этого - сильно излучает в различных диапазонах, - такая черная дыра классифицируется как активное ядро галактики (АЯГ). А сами АЯГ делятся на подвиды: квазары, сейфертовские, лацертиды и радиогалактики.

Активные ядра галактик - самые яркие объекты во Вселенной. Например, квазары имеют болометрическую (то есть во всех диапазонах) светимость 1046 — 1047 эрг/с. Это в 1012 раз больше, чем излучает наше Солнце. Интересной космологической загадкой является отсутствие квазаров ближе, чем на расстоянии 3 млрд. св. лет. Есть мнение, что когда у квазара, да и у любого ядра активной галактики заканчивается или резко уменьшается количество вещества, которое он поглощает, - тогда СМЧД в центре успокаивается и галактика становится обычной, такой, как наша, - спокойная галактика Млечный Путь.

Также как и у любого другого тела во Вселенной у сверхмассивной черной дыры могут быть спутники. Это могут быть как обычные черные дыры звездных масс, так и другие СМЧД.

 

 

2017-02-26 12:30:10 Статья подробно описывает сверхмассивные черные дыры, их разновидности, свойства и поведение.
AstroNews Logo

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

СФЕРА (SPHERE) показывает захватывающую коллекцию дисков вокруг молодых звезд

Новые изображения из инструмента SPHERE на очень большом телескопе ESO показывают более пыльные диски вокруг близлежащих молодых звезд, чем ранее достигнутые. Они показывают странное разнообразие форм, размеров и структур, включая вероятные эффекты планет, все еще находящихся в процессе формирования.

Новости астрономии:
Инструмент SPHERE на очень большом телескопе ESO (VLT) в Чили позволяет астрономам подавлять яркий свет близлежащих звезд, чтобы получить лучший обзор окружающих их регионов. Эта коллекция новых изображений SPHERE - всего лишь образец большого количества пыльных дисков, которые можно найти вокруг молодых звезд.

Эти диски крайне отличаются по размеру и форме: в некоторых из них есть яркие кольца, некоторые темные кольца, а некоторые даже напоминают гамбургеры. Они также сильно различаются по внешнему виду в зависимости от их ориентации в небе - от круговых лицевых дисков до узких дисков, видимых почти краем.

Подробнее...

Жизнь за пределами Земли - нет тектоники плит, нет проблем

Впечатление художника о Росс 128 b, умеренной, скалистой планете около 11 световых лет от Земли, которая могла бы иметь необходимые условия для поддержания жидких поверхностных вод.

Новости космоса:
Ученые, ищущие жизнь на далеких планетах, планируют искать неземлоподобные планеты, основанные на открытиях в нашей солнечной системе, которые бросают вызов давним идеям о пригодных для жилья зонах, тектонике плит и многом другом.

В новой публикации, опубликованной на этой неделе, геофизик Райс-университета Адриан Ленардич и более дюжины соавторов описывают путь для поиска потенциальных признаков жизни вокруг других звезд и определения того, насколько вероятно, что эти признаки вызваны чуждой жизнью. Статья «Биографические данные Exoplanet: будущие направления» доступна в Интернете и должна быть опубликована в астробиологии.

Подробнее...

Новости науки: Коллаборация LHCb находит намеки на физику отличную от Стандартной модели.

B0-мезон в виде детской игрушки с правильным указанием квантовых характеристик.

Коллаборация LHCb находит интригующие аномалии в распаде b0-мезонов. Если это подтвердится, это будет признаком новых физических явлений, не предсказанных Стандартной моделью физики частиц.

Наблюдаемый сигнал все еще имеет ограниченную статистическую значимость. Предстоящие данные и последующие анализы позволят установить, действительно ли это намеки на отличную от Стандартной модели физику или это - статистические погрешности.

Подробнее...