Следствие от теорията на Айнщайн
През 1916 г. Карл Шварцшилд прогнозира черните дупки като теория
Гама-лъчи
През 30 -те години на миналия век индийският астрофизик СубраманианЧандрасекхар изучава какво се случва със звезда, когато свърши горивото. Той откри, че крайният резултат зависи от масата на звездата. Ако тази звезда е наистина голяма, да речем, с маса от 20 Слънца, тогава нейното плътно ядро се срутва до черна дупка.
Гама-изблици, открити от наземно оборудване. (Кредит на изображението: NASA / Swift / Cruz deWilde)
Всичко това се случва невероятно бързо, вза няколко секунди и освобождава огромно количество енергия под формата на гама-лъчи. Това изригване може да излъчи толкова енергия в космоса, колкото една обикновена звезда излъчва през целия си живот. И телескопи на Земята са открили няколко такива събития, когато се раждат черни дупки, въпреки разстоянието от милиарди светлинни години.
Гравитационни вълни
Черните дупки не винаги съществуват в изолация -понякога те се появяват по двойки, обикалящи една около друга. Когато правят това, гравитационното взаимодействие между тях създава вълни в пространство-времето, които се разпространяват като гравитационни вълни. Между другото, това е още едно предсказание на теорията на относителността на Айнщайн.
Впечатление на художника от гравитационните вълни.Черните дупки, които обикалят една около друга, създават вълни в пространството-времето, които се движат навън под формата на гравитационни вълни. (Снимката е предоставена от R. Hurt / Caltech-JPL)
Обсерватории като LIGO и Дева дават учениспособността да се откриват тези вълни. Физиците обявиха първото откритие, свързано със сливането на две черни дупки през 2016 г. Тъй като чувствителността на детектора се увеличава, учените откриват други събития, които са предизвикали гравитационни вълни. Например сблъсъкът между черна дупка и неутронна звезда, станал далеч отвъд Млечния път, на разстояние от 650 милиона до 1,5 милиарда светлинни години от Земята.
Невидим сателит
Още едно доказателство за съществуването на черни дупки— тяхното гравитационно влияние върху други звезди. Докато наблюдаваха обичайната двойка въртящи се звезди HR 6819 през 2020 г., астрономите забелязаха странности в движението им.
Отпечатъкът на художника показва орбитите на обекти в тройната система HR 6819. (Снимката е предоставена от L. Calzada / ESO)
Те могат да се обяснят само с присъствиетотрети, напълно невидим обект. Учените изчислиха масата му - тя се оказа четири пъти по -голяма от тази на Слънцето - и разбраха, че тя може да бъде само черна дупка. Между другото, той е един от най-близките до Земята, разположен само на 1000 светлинни години от него.
Рентгенов обект
Първият обект, който учените разпознахаобектът Cygnus X-1 (или Cyg X-1) се превърна в черна дупка. Това е рентгенов източник в съзвездието Лебед, открит през 1964 г. Почти веднага астрономите предположиха, че източникът на радиацията е черна дупка, която се намира в двойна система заедно със син свръхгигант. Въпреки това много експерти смятат, че всички доказателства за съществуването му са косвени и Cygnus X-1 може да бъде например неутронна звезда. Британският астроном и популяризатор на науката Стивън Хокинг се обзалага през 1974 г., че това не е така.
Основната пречка за разпознаването на Cygnus X-1 като черна дупка е несигурността на разстоянието до обекта. През 2011 г. обаче астрономите го изчислиха.
Черната дупка Cygnus X-1 изтегля материал от масивна синя придружителна звезда. (Снимката е предоставена от НАСА / CXC)
Авторите на новата работа анализираха даннитесъбрани от радиотелескопите Very Long Baseline Array. Според учените разстоянието до Cygnus X-1 е 6050 светлинни години ±400 светлинни години. Освен това масата на синия свръхгигант е 19 пъти по-голяма от масата на Слънцето, а самият рентгенов източник е 14,8 пъти по-голям от слънчевата маса.
Новата стойност на масата е много по-голяма от критичната стойностграницата, която разделя неутронна звезда и черна дупка (след „смъртта“ голяма звезда може да се превърне в един от тези обекти). Така новата работа предоставя доказателства, че първата черна дупка наистина е такава.
Свръхмасивни черни дупки
Данните на учените показват, че освенСъществуват обикновени черни дупки и свръхмасивни. Всеки от тях има милиони или дори милиарди слънчеви маси и те се крият в центровете на галактиките от самото начало на историята на Вселената.
В центъра на нашата галактика се намира свръхмасивна черна дупка в регион, известен като Стрелец А.
(Изображение кредит: ESA - C. Carreau)
Според НАСА, централните черни дупки вгалактиките са заобиколени от акреционни дискове, които излъчват интензивно излъчване при всички дължини на вълната на светлината. Учените имат доказателства, че един от тях - масивният и компактен обект Sgr A * (Стрелец A *) - се намира в центъра на Млечния път. Колкото по -близо са звездите до него, толкова повече се въртят - до 8% от скоростта на светлината. Централната черна дупка на Млечния път в момента се оценява на около 4 милиона слънчеви маси.
Спагетиране
Още доказателства за съществуването на черни дупки -това е спагетиране. По време на този процес огромната гравитационна сила на черната дупка привлича обекта на тънки нишки. Това обикновено се случва със звезда, която се е доближила до черна дупка. През октомври 2020 г. астрономите станаха свидетели на спагетиране. Те видяха светкавица от звезда, докато черна дупка я разкъса. Това се случи в галактика на 215 милиона светлинни години от Земята.
И накрая - директен образ
През април 2019 г. учените получиха първото директно изображение на свръхмасивната черна дупка в центъра на активната галактика Messier 87.
Акреционен диск
Тази снимка е направена от астрономи с помощтателескопа Event Horizon. Всъщност това не е един инструмент, а голяма мрежа от телескопи, пръснати по целия свят. Снимката ясно показва тъмната сянка на 6,5 милиарда слънчева черна дупка на фона на оранжевото сияние на околния акреционен диск.
Чета По -нататък
Вижте обновените изтребители F-15: те носят 24 ракети въздух-земя
Космически кораб на няколко километра: всичко, което се знае за новия проект на Китай
До 2100 г. 95% от океаните ще бъдат необитаеми
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) е лазерно-интерферометрична обсерватория с гравитационни вълни.
Дева е френско-италиански детектор на гравитационни вълни, разположен в EGO (Европейска гравитационна обсерватория).