I linje med Einsteins teori
1916 förutspådde Karl Schwarzschild svarta hål som en teori
Gamma-ray bursts
På 1930 -talet, indisk astrofysiker SubramanianChandrasekhar studerade vad som händer med en stjärna när den tar slut på bränsle. Han fann att slutresultatet beror på stjärnans massa. Om denna stjärna är riktigt stor, säg med en massa på 20 Solar, kollapsar dess täta kärna ner till ett svart hål.
Gammastrålningsutbrott detekteras av markbaserad utrustning. (Bildkredit: NASA / Swift / Cruz deWilde)
Allt detta händer otroligt snabbt, inpå några sekunder och frigör en enorm mängd energi i form av en gammastrålning. Denna flare kan sända ut lika mycket energi i rymden som en vanlig stjärna sänder ut under hela sitt liv. Och teleskop på jorden har upptäckt flera sådana händelser när svarta hål föds, trots ett avstånd på miljarder ljusår.
Gravitationsvågor
Svarta hål existerar inte alltid isolerat -ibland dyker de upp i par och kretsar kring varandra. När de gör detta skapar gravitationsinteraktionen dem emellan krusningar i rymdtiden som sprider sig som gravitationsvågor. Detta är förresten ytterligare en förutsägelse av Einsteins relativitetsteori.
Ett konstnärs intryck av gravitationella vågor.Svarta hål som kretsar om varandra skapar ringar i rymdtiden som färdas utåt i form av gravitationella vågor. (Bild med tillstånd av R. Hurt / Caltech-JPL)
Observatorier som LIGO och Virgo ger forskareförmågan att upptäcka dessa vågor. Fysikerna tillkännagav den första upptäckten i samband med sammanslagningen av två svarta hål redan 2016. När detektorns känslighet ökar upptäcker forskare andra händelser som har utlöst gravitationella vågor. Till exempel kollisionen mellan ett svart hål och en neutronstjärna, som ägde rum långt bortom Vintergatan, på ett avstånd av 650 miljoner till 1,5 miljarder ljusår från jorden.
Osynlig satellit
Ytterligare ett bevis på att det finns svarta hål— deras gravitationsinflytande på andra stjärnor. Medan de observerade det vanliga paret av roterande stjärnor HR 6819 2020, märkte astronomer konstigheter i deras rörelse.
Konstnärens tryck visar föremålens banor i trippelsystemet HR 6819. (Bild med tillstånd av L. Calzada / ESO)
De kan bara förklaras av närvarontredje, helt osynliga föremålet. Forskare beräknade dess massa - det visade sig vara fyra gånger solens - och insåg att det bara kunde vara ett svart hål. Förresten, det är en av de närmaste till jorden, som ligger bara 1000 ljusår från den.
Röntgenobjekt
Det allra första föremålet som forskare kände igenobjektet Cygnus X-1 (eller Cyg X-1) blev ett svart hål. Detta är en röntgenkälla i stjärnbilden Cygnus, upptäckt 1964. Nästan omedelbart antog astronomer att källan till strålningen var ett svart hål, som ligger i ett binärt system tillsammans med en blå superjätte. Men många experter trodde att alla bevis på dess existens var indirekta, och Cygnus X-1 kunde till exempel vara en neutronstjärna. Den brittiske astronomen och vetenskapens populariserare Stephen Hawking slog 1974 vad om att så inte är fallet.
Det största hindret för att känna igen Cygnus X-1 som ett svart hål är osäkerheten om avståndet till objektet. Men 2011 beräknade astronomer det.
Det svarta hålet Cygnus X-1 drar material från en massiv blå följeslagare. (Bild med tillstånd av NASA / CXC)
Författarna till det nya verket analyserade datainsamlade av radioteleskopen Very Long Baseline Array. Enligt forskare är avståndet till Cygnus X-1 6050 ljusår ±400 ljusår. Dessutom är den blå superjättens massa 19 gånger solens massa och själva röntgenkällan är 14,8 gånger solens massa.
Det nya massvärdet är mycket större än det kritiska värdetgränsen som skiljer en neutronstjärna och ett svart hål (efter "döden" kan en stor stjärna förvandlas till ett av dessa objekt). Således ger det nya verket bevis på att det allra första svarta hålet verkligen är ett.
Supermassiva svarta hål
Forskares uppgifter indikerar att förutomVanliga svarta hål finns och supermassiva. Var och en av dem har miljoner eller till och med miljarder solmassor och har gömt sig i galaxernas centrum sedan universums historia började.
I mitten av vår galax ligger ett supermassivt svart hål i en region som kallas Skytten A.
(Bildkredit: ESA - C. Carreau)
Enligt NASA, centrala svarta hål igalaxer omges av ackretionsskivor som avger intensiv strålning vid alla ljusets våglängder. Forskare har bevis för att en av dem - det massiva och kompakta föremålet Sgr A * (Skytten A *) - ligger i Vintergatans centrum. Ju närmare stjärnorna är, desto mer roterar de - upp till 8% av ljusets hastighet. Vintergatans centrala svarta hål beräknas för närvarande vara cirka 4 miljoner solmassor.
Spaghettifiering
Fler bevis för förekomsten av svarta hål -detta är spaghettifiering. Under denna process drar det svarta hålets enorma gravitationskraft objektet i tunna trådar. Detta händer vanligtvis med en stjärna som har närmat sig ett svart hål. I oktober 2020 bevittnade astronomer spaghettifiering. De såg en ljusglimt från en stjärna när ett svart hål slet sönder den. Det hände i en galax 215 miljoner ljusår från jorden.
Och slutligen - en direkt bild
I april 2019 fick forskare den första direkta bilden någonsin av det supermassiva svarta hålet i mitten av den aktiva galaxen Messier 87.
Ackretionsskiva
Detta fotografi togs av astronomer medEvent Horizon -teleskopet. I själva verket är detta inte ett instrument, utan ett stort nätverk av teleskop spridda runt om i världen. Bilden visar tydligt den mörka skuggan av ett 6,5 miljarder solhårt hål mot det orange skenet från den omgivande ackretionsskivan.
Att läsa Ytterligare
Titta på de uppdaterade F-15-krigare: de bär 24 luft-till-yta-missiler
Ett rymdskepp flera kilometer bort: allt som är känt om Kinas nya projekt
År 2100 kommer 95% av haven att vara obebodda
LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) är ett laserinterferometriskt gravitationsvågsobservatorium.
Virgo är en fransk-italiensk gravitationsvågdetektor som ligger vid EGO (European Gravitational Observatory).