Corolar al teoriei lui Einstein
În 1916, Karl Schwarzschild a prezis găurile negre ca pe o teoretică
Explozii de raze gamma
În anii 1930, astrofizicianul indian SubramanianChandrasekhar a studiat ce se întâmplă cu o stea când rămâne fără combustibil. El a descoperit că rezultatul final depinde de masa stelei. Dacă această stea este cu adevărat mare, să zicem, cu o masă de 20 de Sori, atunci miezul său dens se prăbușește până la o gaură neagră.
Explozii de raze gamma detectate de echipamente de la sol. (Credit imagine: NASA / Swift / Cruz deWilde)
Toate acestea se întâmplă incredibil de repede, înîn câteva secunde și eliberează o cantitate imensă de energie sub forma unei explozii de raze gamma. Această erupție poate emite în spațiu la fel de multă energie cât o emite o stea obișnuită pe parcursul întregii sale vieți. Iar telescoapele de pe Pământ au detectat mai multe astfel de evenimente în care se nasc găurile negre, în ciuda unei distanțe de miliarde de ani lumină.
Valuri gravitationale
Găurile negre nu există întotdeauna izolat -uneori apar în perechi, orbitând unul în jurul celuilalt. Când fac acest lucru, interacțiunea gravitațională dintre ele creează ondulații în spațiu-timp care se răspândesc ca unde gravitaționale. Apropo, aceasta este o altă predicție a teoriei relativității a lui Einstein.
Impresia unui artist asupra undelor gravitaționale.Găurile negre care se orbitează una pe cealaltă creează ondulații în spațiu-timp care se deplasează spre exterior sub formă de unde gravitaționale (imagine oferită de R. Hurt / Caltech-JPL)
Observatoare precum LIGO și Fecioară oferă oamenilor de științăcapacitatea de a detecta aceste unde. Fizicienii au anunțat prima descoperire asociată cu fuziunea a două găuri negre în 2016. Pe măsură ce sensibilitatea detectorului crește, oamenii de știință detectează alte evenimente care au declanșat unde gravitaționale. De exemplu, coliziunea dintre o gaură neagră și o stea de neutroni, care a avut loc mult dincolo de Calea Lactee, la o distanță de 650 milioane până la 1,5 miliarde de ani lumină de Pământ.
Satelit invizibil
O altă dovadă a existenței găurilor negre— influența lor gravitațională asupra altor stele. În timp ce observau perechea obișnuită de stele rotative HR 6819 în 2020, astronomii au observat ciudățenii în mișcarea lor.
Imprimarea artistului prezintă orbitele obiectelor din sistemul triplu HR 6819 (imagine oferită de L. Calzada / ESO)
Ele pot fi explicate doar prin prezențăal treilea obiect complet invizibil. Oamenii de știință i-au calculat masa - s-a dovedit a fi de patru ori mai mare decât cea a Soarelui - și și-au dat seama că nu poate fi decât o gaură neagră. Apropo, este unul dintre cele mai apropiate de Pământ, situat la numai 1000 de ani lumină de acesta.
Obiect cu raze X
Primul obiect pe care l-au recunoscut oamenii de științăobiectul Cygnus X-1 (sau Cyg X-1) a devenit o gaură neagră. Aceasta este o sursă de raze X din constelația Cygnus, descoperită în 1964. Aproape imediat, astronomii au presupus că sursa radiației a fost o gaură neagră, care este situată într-un sistem binar împreună cu o supergigantă albastră. Cu toate acestea, mulți experți credeau că toate dovezile existenței sale sunt indirecte, iar Cygnus X-1 ar putea fi, de exemplu, o stea neutronică. Astronomul britanic și popularizatorul științei Stephen Hawking a pariat în 1974 că nu este așa.
Principalul obstacol în calea recunoașterii Cygnus X-1 ca o gaură neagră este incertitudinea distanței până la obiect. Cu toate acestea, în 2011, astronomii l-au calculat.
Gaura neagră Cygnus X-1 extrage material de la o stea însoțitoare albastră masivă. (Imagine oferită de NASA / CXC)
Autorii noii lucrări au analizat datelecolectate de radiotelescoapele Very Long Baseline Array. Potrivit oamenilor de știință, distanța până la Cygnus X-1 este de 6050 de ani lumină ±400 de ani lumină. În plus, masa supergiantei albastre este de 19 ori masa Soarelui, iar sursa de raze X în sine este de 14,8 ori masa solară.
Noua valoare a masei este mult mai mare decât valoarea criticălimita care separă o stea neutronică de o gaură neagră (după „moarte” o stea mare se poate transforma într-unul dintre aceste obiecte). Astfel, noua lucrare oferă dovezi că prima gaură neagră este într-adevăr una.
Găuri negre supermasive
Datele oamenilor de știință indică faptul că pe lângăExistă găuri negre obișnuite și unele supermasive. Fiecare dintre ele are milioane sau chiar miliarde de mase solare și se ascund în centrul galaxiilor chiar de la începutul istoriei Universului.
În centrul galaxiei noastre se află o gaură neagră supermasivă într-o regiune cunoscută sub numele de Săgetător A.
(Credit imagine: ESA - C. Carreau)
Potrivit NASA, găurile negre centralegalaxiile sunt înconjurate de discuri de acumulare care emit radiații intense la toate lungimile de undă ale luminii. Oamenii de știință au dovezi că unul dintre ei - obiectul masiv și compact Sgr A * (Săgetător A *) - este situat în centrul Căii Lactee. Cu cât stelele sunt mai aproape de ea, cu atât se rotesc mai mult - până la 8% din viteza luminii. În prezent, gaura neagră centrală a Căii Lactee este estimată la aproximativ 4 milioane de mase solare.
Spaghetificare
Mai multe dovezi ale existenței găurilor negre -aceasta este spaghetificarea. În timpul acestui proces, forța gravitațională a găurii negre atrage obiectul în fire subțiri. Acest lucru se întâmplă de obicei cu o stea care s-a apropiat de o gaură neagră. În octombrie 2020, astronomii au asistat la spaghetificare. Au văzut un fulger de lumină dintr-o stea în timp ce o gaură neagră o sfâșia. S-a întâmplat într-o galaxie la 215 milioane de ani lumină de Pământ.
Și în cele din urmă - o imagine directă
În aprilie 2019, oamenii de știință au obținut prima imagine directă a găurii negre supermasive din centrul galaxiei active Messier 87.
Disc de acumulare
Această fotografie a fost făcută de astronomi folosindtelescopul Event Horizon. De fapt, acesta nu este un instrument, ci o rețea mare de telescoape împrăștiate în întreaga lume. Fotografia arată în mod clar umbra întunecată a unei găuri negre solare de 6,5 miliarde de metri, împotriva strălucirii portocalii a discului de acumulare din jur.
A citi Mai departe
Uită-te la luptătorii F-15 actualizați: transportă 24 de rachete aer-suprafață
O navă spațială la câțiva kilometri distanță: tot ce se știe despre noul proiect al Chinei
Până în 2100, 95% din oceane vor fi nelocuibile
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) este un observator laser cu interferențe gravitaționale.
Fecioara este un detector franco-italian de unde gravitaționale situat la EGO (European Gravitational Observatory).