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.

 

 

2019-02-02 17:07:33 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

Первые правильные движения звезд измеренные в небольшой галактике вне Млечного Пути

Галактика Скульптора, взятая с телескопом ESO VISTA в Паранальной обсерватории в Чили.

Объединив данные космического телескопа Хаббла и миссии Гайи, астрономы Университета Гронингена смогли измерить правильное движение 15 звезд в Галактике Скульптор (NGC 253, Серебряная Монета, спиральная галактика с перемычкой, тип SBc, в созвездии Скульптор), первое такое измерение звезд в маленькой галактике вне Млечного Пути.

Анализ показывает неожиданное предпочтение в направлении движения, что предполагает, что стандартные теоретические модели, используемые для описания движения звезд и гало в темной материи в других галактиках, могут быть недействительными.

Подробнее...

Magnetospheric Multiscale Mission НАСА превосходит ожидания

{modal url = "images/articlesimg/s3-1280-astronews.space.jpg" rel="boxplus"}Иллюстрация космического корабля MMS{/modal}

Новости космоса:
В холодном вакууме пространства четыре спутника перемещаются по темноте, путешествуя со скоростью до 22 300 миль в час. Эти космические аппараты включают в себя миссию NASA Magnetospheric Multiscale, называемую MMS для краткости. Глядя на электрические и магнитные поля, горячую плазму и частицы с высокой энергией, они на протяжении двух лет описывают динамическую космическую среду вокруг Земли. То, что они обнаружили в 2017 году, изменило то, как мы понимаем магнитную среду, защищающую нашу планету.

Сначала MMS был запущен на орбиту, которая проходила через область магнитосферы - магнитный пузырь вокруг Земли - на стороне ближайшей к Солнцу планеты, примерно на одну пятую от пути к Луне. Там он изучил взрывное событие, называемое магнитным пересоединением, вызванное столкновением и запутыванием линий магнитного поля с Земли и Солнца.

Подробнее...

Новости космонавтики: Космическая программа ЭкзоМарс требует дополнительного финансирования 400 млн. евро.

Первая часть миссии ЭкзоМарс(ExoMars): TGO и модуль Скиапарелли.

Менее чем через месяц после того, как спускаемый аппарат Скиапарелли врезался в Марс, ЕКА предложило странам-членам в пятницу раскошелиться дополнительно на 400 млн евро, для успешного завершения исследования ExoMars'ом Красной планеты.

Целью ExoMars является поиск доказательств присутствия жизни, в прошлом или настоящем.

Подробнее...