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

Монстры, сталкивающиеся с черными дырами, могут прятаться на краю спиральных галактик

Исследователи RIT предлагают, чтобы внешний газовый диск спиральных галактик мог изобиловать черными дырами, которые испускают гравитационные волны, когда они сталкиваются. Здесь изображена южная галактика с пальцами, видимая в ультрафиолетовом свете и радиоволнах. Радиоданные, окрашенные здесь красным цветом, показывают удары галактики, где могут существовать орбитальные черные дыры.

Окрестности спиральных галактик, подобных нашим собственным, могут быть заполнены встречными черными дырами больших масштабов и отличным местом для ученых, которые охотятся за источниками гравитационных волн, заявили исследователи из Рочестерского технологического института в статье в « Астрофизических журнальных письмах».

Исследование RIT идентифицирует пропущенную область, которая может оказаться изобилующей орбитальными черными дырами и происхождением сигналов гравитационных волн, услышанных обсерваториями в Соединенных Штатах и Италии. Идентификация галактик-хозяев слияния массивных черных дыр может помочь объяснить, как образуются орбитальные пары черных дыр.
Условия, благоприятствующие слияниям черных дыр, существуют во внешних газовых дисках больших спиральных галактик, по словам доцента физики в RIT Суканья Чакрабарти, ведущего автора книги «Вклад внешних HI-дисков в объединяющие двоичные черные дыры».

Подробнее...

Обнаружена самая древняя спиральная галактика

Спиральная галактика A1689B11 сидит за массивным скоплением галактик.

Самая древняя спиральная галактика, обнаруженная на сегодняшний день, раскрывает свои секреты команде астрономов в Технологическом университете Суинберна и Австралийском национальном университете (ANU), входящем в состав Австралийского исследовательского совета Центра передового опыта во Вселенной астрофизики в трехмерном пространстве (ASTRO 3-D).

Галактика, известная как A1689B11, в прошлом существовала 11 миллиардов лет, образовалась 2,6 миллиарда лет после Большого взрыва, когда вселенная была лишь одной пятой своего нынешнего возраста. Это, таким образом, самая древняя спиральная галактика, обнаруженная до сих пор.

Подробнее...

Новости космоса: NASA и FEMA совместно отрабатывают взаимодействие на случай падения астероида на Землю.

Астероид в 2020 году падает на Землю, иллюстрация.

Что бы мы делали, если бы мы обнаружили большой астероид движущийся в сторону Земли?

Это весьма маловероятно, однако сценарий подобного катаклизма прорабатывался 25 октября на совместных NASA-FEMA(Федеральное агенство по управлению в чрезвычайных ситуациях) штабных учений в Эль-Сегундо, штат Калифорния.

Подробнее...