Лунный дом
дом построеный Антоном и Ольгитой.
Привет, Гость
  Войти…
Регистрация
  Сообщества
Опросы
Тесты
  Фоторедактор
Интересы
Поиск пользователей
  Дуэли
Аватары
Гороскоп
  Кто, Где, Когда
Игры
В онлайне
  Позитивки
Online game О!
  Случайный дневник
BeOn
Ещё…↓вниз
Отключить дизайн


Зарегистрироваться

Логин:
Пароль:
   

Забыли пароль?


 
yes
Получи свой дневник!

Лунный дом > Чёрная дыра


Тесты c категорией "Чёрная дыра".

воскресенье, 19 февраля 2012 г.
Астрофизики обнаружили уникальную черную дыру Императрица Всея Руси 09:59:53
­­


­­

На расстоянии около 290 миллионов световых лет от Земли расположена уникальная черная дыра, которой удалось пережить страшный катаклизм, уничтоживший карликовую галактику.

К такому заключению пришла группа астрофизиков из США и Австралии на основе изучения данных, поступающих с борта космического телескопа НАСА «Хаббл». Основные положения исследования были опубликованы в февральском номере вестника «Записки к журналу астрофизики».

Как передает ИТАР-ТАСС, черная дыра под названием HLX-1 (Гиперсветящийся источник рентгеновского излучения номер один) обладает массой, равной 20 тысячам масс Солнца. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра, расположенная, как предполагается, по центру нашей галактики Млечный путь, весит в 4 миллиона раз больше светила. HLX-1 окружена молодыми, по космическим меркам, звездами и когда-то лежала по центру карликовой галактики. Последняя прекратила свое существование под воздействием разорвавшего ее на части гравитационного поля другой, гораздо более крупной галактики, считают ученые. По их мнению, катаклизм привел к резкой компрессии межзвездного газа в окрестностях черной дыры, дав таким образом толчок формированию новых звезд. Именно их и зарегистрировали бортовые приборы «Хаббла».

Наблюдения показали, что возраст данных звезд чуть меньше 200 миллионов лет. Примерно в этом временном отрезке и произошел катаклизм. «Возраст звездного скопления указывает на то, что черная звезда так называемой переходной массы когда-то располагалась по центру карликовой галактики. {censored} поглотила более крупная галактика», — уточнил Шон Фаррелл из Института астрономии в Сиднее (Австралия).

Он с коллегами причисляют HLX-1 к разряду черных дыр средней массы, являющихся переходным этапом на пути формирования сверхмассивных черных дыр.

«Данный объект уникален, так как является единственным образцом черных дыр такого класса. Зафиксировать их возможно только в течение крайне ограниченного периода времени», — сказал соавтор исследования Мэтью Сервилла из Центра астрофизики в Кембридже (штат Массачусетс). Он считает изучение HLX-1 исключительно важным с точки зрения расширения знаний о специфике эволюции и преобразования черных дыр.

Эти загадочные объекты обладают столь гигантской массой, что никакие виды излучений, включая свет, не могут вырваться из «смертельной» хватки их гравитационного поля. Черные дыры ничего не излучают и поэтому их невозможно увидеть.

Однако астрофизики научились их обнаруживать по рентгеновскому излучению, которое рождается в их окрестностях, когда захваченное гравитационным полем черной дыры вещество начинает падать на нее все быстрее и быстрее, разогреваясь при этом до все более высоких температур.



Категории: Чёрная дыра
комментировать 1 комментарий | Прoкoммeнтировaть
вторник, 6 декабря 2011 г.
Астрономы нашли две рекордно тяжелые черные дыры Императрица Всея Руси 08:55:53
­­


­­

Американские астрономы обнаружили сразу две рекордно тяжелые сверхмассивные черные дыры в галактиках NGC 3842 и NGC 4889; их масса на треть больше, чем у предыдущего чемпиона-"супертяже­ловеса" — черной дыры в галактике M87, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

Считается, что в центре большинства массивных галактик существует, по крайней мере, одна сверхмассивная черная дыра. Причины образования этих объектов пока не совсем ясны. Наблюдения за искривлением пространства вокруг них позволяют говорить о том, что типичная масса сверхмассивных черных дыр находится в диапазоне от миллиона до нескольких миллиардов масс Солнца. Наиболее массивным объектом такого рода является черная дыра в центре галактики М87, которая расположена на расстоянии в 53 миллиона световых лет в созвездии Девы.

Николас Макконнелл (Nicholas McConnell) из Калифорнийского университета в Беркли (США) и его коллеги открыли сразу два объекта, претендующих на титул самой тяжелой сверхмассивной черной дыры.

Первый из них находится в галактике NGC 3842 в созвездии Льва и удален от нас на 320 миллионов световых лет. Вторая черная дыра была открыта в галактике NGC 4889, которая принадлежит к сверхскоплению Волосы Вероники в одноименном созвездии. Расстояние между этой галактикой и нашей планетой составляет примерно 335 миллионов световых лет.

Коллектив астрономов под руководством Макконнелла «взвесил» найденные черные дыры, измеряя яркость и скорость движения звезд в центре этих скоплений. Для этого ученые сделали множество снимков при помощи спектрографов и других инструментов орбитальной обсерватории «Хаббл», гавайской наземной обсерватории имени Кека и прочих наземных телескопов.

При помощи снимков ученые проследили за тем, в какую сторону и с какой скоростью двигаются звезды в 82 различных точках в галактике NGC 3842, и в 63 точках — в скоплении NGC 4889. Затем астрономы вычислили, с какой силой притягивает звезды черная дыра в центре каждой галактики и, через эту силу, — массу самих «тяжеловесов».

По расчетам исследователей, масса первого объекта достигает рекордных 9,7 миллиарда масс Солнца — на 3,4 миллиарда солнечных масс больше, чем черная дыра в галактике М87. Вторая черная дыра может быть еще больше — ее минимальный вес составляет 9,8 миллиарда, а максимальный — 27 миллиардов солнечных масс.

Как отмечается в статье, такие показатели несколько выше тех, что предсказывают современные теории, увязывающие массу черной дыры с совокупной массой центральной части — {censored}. Ученые полагают, что накопившиеся данные по массе особо крупных «тяжеловесов» должны убедить других астрономов пересмотреть теоретические предсказания.

Кроме того, открытие предоставляет новые свидетельства в пользу того, что сверхмассивные черные дыры такой массы зарождаются исключительно в гигантских эллиптических галактиках, которые находятся в центре больших галактических скоплений.

По всей видимости, формирование и жизнь «тяжеловесов» идет по другому сценарию, отличному от летописи жизни обычных сверхмассивных черных дыр. Это могло бы объяснить то, почему светимость и другие характеристики «чемпионов» значительно ниже, чем у их менее грузных конкурентов, заключают ученые.

­­


Подробнее…
­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­


­­




Категории: Чёрная дыра
Прoкoммeнтировaть
воскресенье, 13 ноября 2011 г.
Астероиды взбаламутили черную дыру Императрица Всея Руси 03:56:30
­­


­­Группа астрофизиков из Лестерского и Амстердамского университетов разработала модель, которая объясняет природу активности компактного радиоисточника, расположенного в центре нашей Галактики и названного из-за близости к созвездию Стрельца Стрельцом А*. Они полагают, что виной тому разрушение астероидов и планет под воздействием гравитации.

Объект был обнаружен еще в 1960 году Дж. Оортом и Г. Рогуром менее чем в 0,03 градусах от центра Млечного Пути. Ученые выяснили, что, кроме радиодиапазона, он излучает также в инфракрасном, рентгеновском и прочих диапазонах. Однако тогда не удалось провести подробных исследований галактического ядра, так как его скрывали плотные облака космической пыли, поглощавшие видимое излучение. Лишь к началу 70-х, когда появилась аппаратура, работающая в инфракрасном диапазоне, оказалось, что объект состоит из двух диффузных облаков, находящихся на расстоянии одного градуса друг от друга. При этом восточное облако (Стрелец A) излучает радиоволны нетермической природы, а западное (Стрелец A*) — горячий ионизированный газ.

Наблюдения, проведенные впоследствии международной исследовательской группой Института Макса Планка, доказали, что по массе объект превосходит наше Солнце примерно в 4•106 раз, тогда как радиус его составляет не более 6,25 световых часов, или 45 астрономических единиц.

Со временем ученые пришли к выводу, что объект является ни чем иным, как сверхмассивной черной дырой, окруженной облаком горячего радиоизлучающего газа. Однако дыра в основном находится в спокойном состоянии и, в отличие от других известных активных ядер галактик, обладает низкой болометрической светимостью (так называют светимость, учитывающую все диапазоны длин волн).

Однако, по теории, время от времени "молчание" черной дыры должно прерываться мощными вспышками, когда гравитация Стрельца А* захватывает одну из близлежащих звезд. В результате такого "захвата" часть звездной материи падает на черную дыру, а часть выбрасывается в космическое пространство в виде протонов, которые, в свою очередь, заставляют частицы пыли и газа вокруг черной дыры излучать потоки высокоэнергетичных электронов. Последние же, в свою очередь, испускают фотоны в радио- и рентгеновском диапазонах. Такие процессы в других галактиках происходят примерно раз в тысячелетие и продолжаются несколько месяцев.

Но у Стрельца А* интервал между крупными вспышками составляет около 100 тысяч лет, хотя менее сильные выбросы в­­ инфракрасной и рентгеновской областях спектра, которые приводят к возрастанию светимости в 3-100 раз, могут регистрироваться ежедневно. Как правило, длительность этих мини-вспышек не превышает нескольких часов.

Исследователи из Лестерского и Амстердамского университетов исходили из предположения, что сверхмассивные черные дыры окружены гигантскими тороидальными облаками, состоящими из астероидов и планет, которые взаимодействуют друг с другом и меняют свои орбиты, регулярно попадая в зону воздействия гравитации дыры. Радиус такой "опасной зоны" составляет примерно одну астрономическую единицу.

Между тем, чтобы вспышка стала заметной, ее светимость в рентгеновском и ближнем инфракрасном диапазонах должна составлять ~1034 эрг в секунду. При этом общее энерговыделение при стандартной продолжительности вспышки в 104 секунды доходит до 1038 эрг. Такое количество энергии выделяется при разрушении астероида размером в ~10 километров, который подходит к Стрельцу А* на расстояние одной астрономической единицы.

Наиболее яркую вспышку дает разрушение объекта диаметром в 45 километров. Поскольку объекты таких размеров в главном поясе астероидов Солнечной системы попадаются довольно часто, модель британских и голландских астрофизиков выглядит вполне реалистично. Рассчитанная ими частота вспышек и ее зависимость от светимости также вполне согласуются с полученными ранее экспериментальными данными.

Если модель верна, то она может дать объяснение и относительно мощной рентгеновской вспышке, произошедшей около 300 лет назад. Тогда рентгеновская светимость Стрельца А* превышала 1039 эрг в секунду. Правда, по мнению астрофизиков, виновником этого стал уже не астероид, а гораздо более крупная планета — газовый гигант вроде Юпитера.

Категории: Астеройды, Чёрная дыра
Прoкoммeнтировaть
вторник, 7 июня 2011 г.
Столкнуться с черной дырой Императрица Всея Руси 09:15:46

­­


­­


Столкнуться с черной дырой
Солнечной системе угрожают невидимые снаряды размером с бактерию и весом в сотни миллионов тонн

Что будет, если в Солнечную систему залетит небольшая черная дыра? Двое американских физиков, Шраван Ханасодж из Принстона и Майкл Кесден из университета Нью-Йорка, считают этот сценарий вполне реальным. В своей статье, опубликованной на сайте arxiv.org, они описывают, чем закончится ее столкновение с Солнцем.

Черная дыра – не обязательно хищный космический гигант. Космологи считают, что в молодой Вселенной рождались черные дыры самых разных размеров. Однако те, которые весят меньше 100 миллионов тонн (это масса рядовой горы), должны были испариться еще до рождения Земли. Поэтому космос буквально нашпигован «микроскопическими»­ черными дырами весом в 100 миллионов тонн и больше, которые размером не превосходят бактерию.

Подробнее…Их называют «первоначальными» (primordial), потому что они старше всех других небесных тел. К примеру, «классические» черные дыры, остатки от взрыва сверхновых, заведомо младше. Чтобы сверхновая взорвалась, какая-нибудь звезда должна прожить весь отведенный ей срок – а это долгий процесс (Солнцу, например, около пяти миллиардов лет, и оно не собирается гаснуть). Но «первоначальные» черные дыры возникли в первые секунды после Большого взрыва из неоднородностей ранней Вселенной. И с тех пор не менялись.

Из-за огромной плотности «первоначальная» черная дыра должна пробить Солнце насквозь и выйти с противоположной стороны. Ее пролет сквозь толщу плазмы неизбежно вызовет «солнцетрясение». Другими словами, солнечное вещество начнет колебаться, как желе, в которое попала пуля. Даже если черная дыра очень маленькая (то есть весит миллионы, а не миллиарды тонн), спектр Солнца «размоется», и это легко увидят телескопы на орбите Земли.

Авторы говорят, что первые такие наблюдения позволят оценить масштаб угрозы. Солнце – достаточно крупная мишень, а площадь земной поверхности в 12 тысяч раз меньше солнечной. И, например, если Солнце сталкивается с черной дырой раз в год, то Земле это угрожает раз в 12 тысяч лет.

Темные силы
О существовании во Вселенной черных дыр ученые начали догадываться еще в XVIII веке, но убедительно доказать их реальность смогли только во второй половине века XX.
текст:Дмитрий Вибе
GEO №126 Сентябрь 2008/08:45/11.05.2011

Став популярной метафорой, термин «черная дыра» в значительной степени лишился того физического смысла, который вкладывали в него поколения ученых. Осталось лишь впечатление бездонной пропасти, готовой поглотить всё и вся.

Между тем идея, лежащая в основе понятия «черная дыра», проста и очевидна. Настолько очевидна, что впервые она была высказана 225 лет назад. Так что по возрасту черная дыра если и не ровесница ньютоновскому яблоку, то, по крайней мере, происходит из той же исторической эпохи.

Автор этой идеи — английский геолог Джон Мичелл. В XVIII веке благодаря трудам Ньютона было уже известно, что все тела во Вселенной связаны между собой узами гравитации. Чтобы разорвать эти узы, необходимо разогнаться до определенной скорости, которую иногда называют второй космической, или скоростью убегания. В окрестностях Земли она равна примерно 11 км/с. Если разогнать космический аппарат до большей скорости, он преодолеет притяжение Земли и станет самостоятельным телом Солнечной системы. Если скорость не дотянет до второй космической, аппарат останется спутником Земли.

Другим слагаемым идеи Мичелла стала скорость света. В те времена свет считали потоком частиц-корпускул, которые, как и все остальные тела в Космосе, подвержены воздействию тяготения. Эти частицы беспрепятственно отрываются от Земли и даже от Солнца, потому что их скорость неимоверно велика. В XVIII веке уже было известно, что за секунду свет проходит расстояние порядка 300 тысяч километров — рядом с этой величиной меркнут вторые космические скорости всех астрономических светил.

Но всех ли? В 1783 году Мичелл написал письмо другому английскому физику, Г. Кавендишу, в котором задался вопросом: как будут выглядеть тела, у которых вторая космическая скорость превышает скорость света? Там же он дал и ответ на этот вопрос: они никак не будут выглядеть! Мы видим окружающие нас предметы лишь постольку, поскольку они отражают чужой свет или светятся сами. Соответственно, если свет не может оторваться от звезды, мы ее никогда не увидим. Разумеется, язык не поворачивается именовать такой объект светилом. Сам Мичелл назвал придуманные им тела «темными звездами». Он считал, что их во Вселенной может быть столько же, сколько и «нормальных» звезд, и предложил искать темные звезды по их гравитационному воздействию на другие тела. Например, сигналом о наличии «темной звезды» можно считать обычную звезду, летающую по орбите вокруг пустого места.

Через 13 лет после Мичелла аналогичные соображения высказал в книге «Изложение системы мира» француз Пьер Симон Лаплас. Интересно, что книга Лапласа выдержала несколько прижизненных изданий, но темным звездам нашлось место только в первых двух. Из последующих изданий Лаплас их удалил. Возможно, он узнал, что его опередил Мичелл. А может быть, просто разуверился в этой гипотезе. В начале XIX века новые эксперименты убедили физиков, что свет ведет себя не как поток частиц, а как волна.

Второе дыхание «темные звезды» обрели в начале XX века благодаря появлению новой теории гравитации — общей теории относительности. Путевку в жизнь дал им немецкий ученый Карл Шварцшильд. В 1915 году он написал две научные статьи, посвященные решению уравнений Эйнштейна и, по сути, содержавшие описание «темных звезд» с релятивистских позиций.

Правда, Шварцшильд решал задачу не о звездах. Пока мы говорим о реальных объектах, значения второй космической скорости всегда ограничены их размерами. Возьмем, к примеру, Землю. На ее поверхности вторая космическая скорость равна 11,2 км/с. Чем дальше от Земли, тем вторая космическая скорость меньше, потому что с удалением от Земли ослабевает сила гравитации. Допустим, мы задались целью сделать из Земли «темную звезду» Мичелла. Для этого нам нужно увеличить скорость убегания до скорости света, но как это сделать? Чтобы уменьшить скорость убегания, нужно удаляться от Земли, чтобы увеличить ее, нужно приближаться к ней.

Но как приблизиться к ней, если мы уже стоим на поверхности? Вот если бы удалось как-то сжать Землю…

Согласно расчетам Шварцшильда, для тела с массой, равной массе Земли, скорость убегания сравняется со скоростью света, если радиус тела будет равен нескольким сантиметрам. Трудно представить себе крохотный шарик, обладающий столь внушительной массой, однако только при этих условиях сила гравитации шарика станет настолько сильной, что не даст свету покинуть его поверхность. Радиус, на котором вторая космическая скорость становится равной скорости света, известен с тех пор как радиус Шварцшильда, или гравитационный радиус.

Конечно, суть проблемы не сводится к простому совпадению двух скоростей. Сама структура пространства-времени меняется в сильнейшем гравитационном поле столь кардинальным образом, что не только свет, но и вообще ничто в нашем мире не может выйти из радиуса Шварцшильда во внешний мир. Сжатое до нужной степени тело окружено своеобразной мембраной — всех впускать, никого не выпускать. Эту мембрану называют еще горизонтом событий: события, происходящие внутри мембраны, под горизонтом, принципиально нам недоступны. Что бы ни упало под горизонт событий, оно никогда не вернется обратно.

Современники Шварцшильда, выразив восхищение математической элегантностью его работы, не сочли ее имеющей хоть какой-то физический смысл. Да и какой может быть физический смысл в словах: «Давайте сожмем Землю до размера в несколько сантиметров»? Шварцшильд, к слову сказать, вообще рассматривал безразмерные тела, считая, что вся их масса стянута в точку. Но таких тел в природе не бывает! Реальные планеты и звезды обладают вполне конкретными размерами, которые весьма существенно превышают их гравитационные радиусы.

Какая сила может сжать небесные тела до такой степени, чтобы они оказались под горизонтом событий? Такая сила есть — это все та же гравитация. К счастью, Земля обладает достаточной механической прочностью, чтобы не раздавить саму себя под тяжестью собственного веса. Но вот в звездах ситуация иная. Они состоят из газа, и гравитационному сжатию в них противостоит газовое давление, которое зависит от температуры. Пока в звезде работает внутренняя печка — термоядерные реакции, — сжатие ей не грозит. Но в любой печке рано или поздно заканчивается топливо. Гаснет термоядерный огонь, звезда начинает остывать и сжимается под собственным весом. Атомы сближаются друг с другом, электроны срываются с ор-бит — газ становится вырожденным. Давление вырожденного газа гораздо сильнее обычного газового давления, и потому для не очень массивной звезды сжатие на этом и заканчивается — звезда становится белым карликом.

В 1930-е годы казалось вполне вероятным, что именно такая судьба ожидает все звезды. Однако эту иллюзию разрушили труды индийского ученого Субраманьяна Чандрасекара. Он вычислил структуру вырожденной звезды и обнаружил, если она может существовать лишь при условии, что ее масса не превышает 1,4 массы Солнца. Если звезда более массивна, давление вырожденного газа не может противостоять ее гравитации, и сжатие продолжится дальше. Электроны начнут вдавливаться в атомы, сливаться с протонами, превращаясь в нейтроны, — образуется нейтронная звезда. Но и возможности нейтронного газа не безграничны. Его давление позволяет отыграть у гравитации еще полторы солнечных массы, но сверх этого катастрофическое сжатие умершей звезды — коллапс — остановить невозможно.

Итак, если масса звездного остатка не превышает 1,4 массы Солнца, он превращается в белый карлик. Если масса остатка заключена между 1,4 и примерно тремя солнечными массами, получаем нейтронную звезду. С остальными должно происходить что-то другое. Но что? В 1932 году советский физик Лев Ландау пришел к выводу, что при массе звезды больше некоторого критического значения в квантовой теории нет причины, которая предотвратила бы коллапс звезды в точку.

В 1939 году окончательный ответ на этот вопрос дали американцы Роберт Оппенгеймер и его ученик Хартленд Снайдер. Они построили модель неограниченно сжимающейся холодной сферы… и получили в ответе решение Шварцшильда. «Темные звезды», которые еще в 1916 году казались чистой игрой ума, начали обретать плоть и кровь.

Работа Оппенгеймера и Снайдера не сразу обрела признание коллег. Даже Артур Эддингтон, большой знаток и энтузиаст общей теории относительности, отказывался признать, что у природы есть способ загнать вещество под радиус Шварцшильда. Но потом отгремела В торая мировая война, и по обе стороны железного занавеса благодаря ядерной гонке возникли мощнейшие плеяды физиков-теоретиков, у которых было время на занятия не только прикладными, но и фундаментальными физическими проблемами. Начался золотой век релятивистской астрофизики. Изучение свойств пространства-времени в сверхсильных гравитационных полях перестало быть уделом одиночек, ими интересовалось все больше физиков.

На одной из конференций 1967 года американский ученый Джон Уилер, устав от терминологической неразберихи (темные звезды, застывшие звезды, коллапсары…), чуть ли не экспромтом предложил называть объекты, находящиеся под горизонтом событий, «черными дырами».

Название прижилось мгновенно — уж слишком соответствовало образу. Черная дыра не просто безвозвратно поглощает все падающее на нее вещество. Чудовищная сила гравитации безжалостно перемалывает это вещество, уничтожая любые следы его прошлой внутренней структуры.

Строго говоря, в черной дыре вещества вообще нет, а есть одна только гравитация. Это свойство делает черную дыру не только очень странным, но и очень простым объектом. Тот же Джон Уилер выразил эту простоту словами: «У черных дыр нет волос». Точнее, у любой черной дыры есть всего три «волосинки» — масса, скорость вращения и электрический заряд. Во всем остальном они абсолютно «лысые», то есть лишены каких бы то ни было особых примет, позволяющих отличить одну черную дыру от другой.

Больше того, поскольку Космос электрически нейтрален, у реальных черных дыр «волосинок» должно быть и вовсе две, потому что заряд всегда равен нулю. Сказав про черную дыру, что ее масса равна, скажем, пяти солнечным массам, вы сказали про нее ровно половину того, что про нее вообще можно сказать. Добавив же к массе величину углового момента, вы и вовсе построите исчерпывающее описание черной дыры.

Итак, в 1960–1970-е годы теоретики построили детальную картину строения и эволюции черных дыр. В это же время у астрономов появились первые свидетельства того, что черные дыры могут существовать в реальности.

Как же разглядеть объект, который по определению нельзя видеть? Вспомним рекомендацию Мичелла: искать невидимку нужно по ее тяготению. Причем это должен быть не просто источник гравитации. Он должен быть маленьким (относительно «обычных» объектов той же массы), невидимым и лишенным поверхности (ее заменяет горизонт событий). Последний пункт доказать довольно сложно, поэтому на практике ограничиваются размером и невидимостью.

Ситуация упрощается, если подозрительный объект входит в пару c «нормальной» звездой. В этом случае мы имеем дело с двойной системой, в которой один из компонентов уже прошел свой эволюционный путь до конца и потому может быть белым карликом, нейтронной звездой или черной дырой. Допустим, мы наблюдаем систему, которая обладает признаками двойственности, но при этом реально видна лишь одна звезда пары. Наблюдая за движением звезды, можно при помощи законов Кеплера оценить массу невидимого компонента. Получилось больше трех солнечных масс — велики шансы на то, что невидимка окажется черной дырой.

Конечно, совершенно нереально организовать слежку за всеми звездами, проверяя, нет ли у них в окрестностях невидимого спутника. На помощь приходит явление аккреции — если звезда слишком близка к спутнику, он срывает с нее вещество, и это вещество закручивается вокруг спутника в тонкий диск, приближаясь к нему по спирали и из-за внутреннего трения изрядно разогреваясь. Горячий газ становится источником рентгеновского излучения, которое можно наблюдать при помощи специальных телескопов.

Вообще, источник жесткого излучения — это всегда сигнал для астрономов, что там происходит что-то интересное. В частности, этим интересным может оказаться аккреция вещества на черную дыру. Именно так был открыт первый кандидат в черные дыры — невидимый объект в рентгеновском источнике Лебедь Х-1. Правда, наблюдения пока не позволили определить его размер, удалось лишь ограничить его сверху: он не превышает 1000 км. А вот масса оказалась заведомо больше заветного предела в три массы Солнца.

Сейчас таких рентгеновских кандидатов в черные дыры известно уже несколько десятков, но они продолжают оставаться кандидатами, пока не проверен решающий признак черной дыры — отсутствие поверхности. У нейтронных звезд поверхность есть, и из-за этого на них время от времени происходят рентгеновские вспышки: вещество из диска падает на поверхность и накапливается там. Когда набирается критическая масса, на нейтронной звезде происходит небольшой термоядерный взрыв, который на Земле наблюдается как всплеск жесткого излучения.

Естественно, на черной дыре таких вспышек быть не может — у нее нет поверхности, и потому веществу негде скапливаться. В полном согласии с этой моделью, пока рентгеновские вспышки фиксируются только на невидимых спутниках с массой ниже трех солнечных, то есть на нейтронных звездах. На более массивных объектах — предполагаемых черных дырах— пока ни одной вспышки не видели.

Однако в мире космических черных дыр невидимые спутники в рентгеновских двойных системах оказались не самыми интересными экспонатами.

В конце концов, несмотря на внешнюю экзотичность, они, по видимости, являются естественным продуктом обычной звездной эволюции. Иначе обстоят дела со сверхмассивными кандидатами в черные дыры, которые скрываются в галактических ядрах. Их происхождение до сих пор остается загадкой.

Эта история началась в 1963 году, когда американский астроном Маартен Шмидт обнаружил, что одна из тусклых звездочек 13-й величины в созвездии Девы, совпадающая с радиоисточником 3C 273, на самом деле удалена от нас на два с половиной миллиарда световых лет и светит в триллионы раз ярче Солнца. Эта звездочка стала первым представителем класса квазаров — квазизвездных радиоисточников.

Сейчас число известных квазаров измеряется уже десятками тысяч, но все они обладают общими свойствами: небольшими размерами и чудовищной яркостью. Современной науке известен лишь один механизм, который позволял бы извлекать такую огромную энергию в столь малом объеме. Это все та же аккреция, только теперь уже не на невидимый спутник двойной звезды, а на нечто более внушительное: на компактное тело, масса которого превышает солнечную в миллионы, а то и в миллиарды раз. Если это не черная дыра, то что?

Сегодня физики полагают, что такая сверхмассивная черная дыра скрывается в ядре почти любой галактики. Если по каким-то причинам в галактическом ядре скапливается много газа (например, в результате столкновения с другой галактикой), он начинает падать на черную дыру, закручиваясь в аккреционный диск, — включается квазар. Когда газ заканчивается, квазар гаснет, а черная дыра переходит в «спящий режим».

Наиболее убедительно доказана реальность такой спящей черной дыры в центре нашей Галактики. Там находится знаменитый радиоисточник Sgr A*. Точные измерения показали, что его поперечник не превышает примерно 2000 астрономических единиц. При этом он не испытывает никаких заметных возмущений от притяжения близких звезд, а значит, он по меньшей мере в сотни тысяч раз массивнее их. Очень массивный и компактный объект — это уже типичное указание на черную дыру, но в данном случае ученым удалось зайти дальше. Кропотливые измерения координат звезд в центре Млечного Пути впервые позволили напрямую выполнить завет Мичелла — найти звезду (и не одну), которая по классической эллиптической орбите вращается вокруг пустого места.

В данном случае не формулы теории относительности, а простые законы Кеплера, которые многократно проверены и перепроверены как в Солнечной системе, так и за ее пределами, убедительно свидетельствуют: звезды в центре нашей Галактики обращаются вокруг объекта массой в 3–4 миллиона масс Солнца. Причем радиус этого объекта никак не может превышать примерно 130 астрономических единиц, ибо именно настолько приближается к нему самая близкая звезда. Координаты этого невидимого «центра тяготения» совпали с координатами радиоисточника Sgr A*.

В целом нужно признать, что пока ни одно наблюдение не удается однозначно интерпретировать в пользу черных дыр. Есть лишь свидетельства компактности, массивности и невидимости. Тем не менее большинство ученых склоняются к мысли, что приставку «кандидат» у кандидатов в черные дыры можно уже убирать.

Пока ученые выясняют, существуют ли в реальности объекты под горизонтом событий, черные дыры прочно заняли место в современной мифологии. Нет-нет да и появится где-нибудь, да не в желтой прессе, а в серьезной газете, заметка о космическом пылесосе, который вот-вот засосет Землю, Солнце и всю Вселенную. Особенно опасной представляется почему-то черная дыра в центре нашей Галактики, которая, вообще-то, среди сверхмассивных черных дыр занимает одну из последних позиций.

На самом деле, конечно, ничего от пылесоса в черной дыре нет. За пределами нескольких радиусов Шварцшильда ее гравитационное поле ничем не отличается от гравитационного поля «обычного» тела той же массы. Собственно говоря, именно поэтому в рентгеновских двойных таким трудным может оказаться поиск отличий между черной дырой и нейтронной звездой.

И, наконец, немало слухов относительно черных дыр породил Большой адронный коллайдер (БАК). Энергии частиц в этом ускорителе будут настолько велики, что при их столкновениях возможны изменения геометрии пространства-времени на микроскопических масштабах и образование микроскопических же черных дыр. Ученые рассчитывают наблюдать детали этого процесса, правда, сделать это будет нелегко: как предсказал известный физик-теоретик и один из крупнейших специалистов по черным дырам Стивен Хокинг, черные дыры микроскопических размеров практически мгновенно испаряются.

С другой стороны, авторы статей о рождении черных дыр в коллайдере признают, что мы вступаем здесь в область, практически неизведанную, и столкнемся с обстоятельствами, адекватная теория для которых еще не построена. Что произойдет, если микроскопические черные дыры не станут испаряться? И здесь воображение снова услужливо напоминает об образе пылесоса: да эти черные дыры засосут всю Землю. На создателей БАК даже подали в суд с требованием немедленно остановить начало опасного эксперимента.

Но дело в том, что это только для нас БАК — уникальный эксперимент. Природа ставит такие эксперименты давно, в том числе и с земной атмосферой, регулярно выбрасывая в нее частицы космических лучей не только с энергиями БАК, но и со значительно большими энергиями. Если уж за четыре с половиной миллиарда лет существования Земли черные дыры, образующиеся в результате этого облучения, не уничтожили нашу планету, то и включение коллайдера мы, глядишь, как-нибудь переживем.

Впрочем, автор этих строк в любом случае ничем не рискует. К тому времени, когда выйдет статья, коллайдер, вероятно, уже будет запущен. Если Земля уцелеет, мы все вместе посмеемся над беспочвенными страхами. Если же мрачные прогнозы оправдаются, читатели так и не успеют узнать, насколько глубоко заблуждался автор.


Категории: Чёрная дыра
Прoкoммeнтировaть
воскресенье, 25 июля 2010 г.
Императрица Всея Руси 22:13:43
Запись только для зарегистрированных пользователей.


Лунный дом > Чёрная дыра

читай на форуме:
пройди тесты:
Насколько вы внимательны?
Какой парень из Наруто тебе подойдёт?
Драко Малфой и путь одной маглы. Часть...
читай в дневниках:
ПРИВЕТ.МОЯ КАТЕГОРИЯ СТАЛА БОЛЬШЕ. ...
*схватил за ногу* а ну стоять!1*Выр...
Что ты под кроватью забыл?>_>Меня...

  Copyright © 2001—2018 BeOn
Авторами текстов, изображений и видео, размещённых на этой странице, являются пользователи сайта.
Задать вопрос.
Написать об ошибке.
Оставить предложения и комментарии.
Помощь в пополнении позитивок.
Сообщить о неприличных изображениях.
Информация для родителей.
Пишите нам на e-mail.
Разместить Рекламу.
If you would like to report an abuse of our service, such as a spam message, please contact us.
Если Вы хотите пожаловаться на содержимое этой страницы, пожалуйста, напишите нам.

↑вверх