Ничто в космическом пространстве не может сравниться по уровню странности с черными дырами. Исследователи пытаются понять, почему стандартная физика не срабатывает с этими объектами. Также интересно узнать, что именно происходит внутри этих чудовищ.
Каждый год удается получить новую порцию информации, которая приближает нас к разгадке природы черных дыр. Давайте изучим последнюю десятку неожиданных обнаружений.
-
Распространенность IMBH
Черные дыры средней массы (IMBH) – загадочный промежуточный тип этого семейства объектов. Они больше представителей звездной массы, но не достигают масштабов сверхмассивных черных дыр. Эти формирования настолько редкие, что некоторые ученые сомневаются в их существовании.
В 2018 году секрет раскрыли. Оказывается, по каким-то причинам IMBH прячутся в центре небольших галактик. Как только удалось указать место поиска, смогли найти целые стаи черных дыр средней массы.
Сверхмассивные проживают в центре крупных галактик. Исследователи все еще не знают, как некоторым из них удалось появиться почти сразу после события Большого взрыва. Сейчас считают, что они возникают из IMBH или же при коллапсе гигантских газовых облаков. Это пока не решает загадку, но ученые уверены, что движутся в верном направлении.
-
Таинственное окружение Стрельца А*
Стрелец А* – сверхмассивный представитель в нашем галактическом центре. В начале 2000-х гг. вокруг нее заметили два странных объекта. Их причислили к телам G-класса, которые напоминают по поведению газовые облака и должны погибнуть при сближении с черной дырой. Но им удалось выжить. Почему?
Ученые понимали, что у газовых облаков не было шансов на спасение. В 2018-м заметили еще три объекта на приближенной орбите к Стрельцу А*. Скорее всего, они также относятся к G-классу. Правда, напоминают газ, но ведут себя как массивные звезды. Теперь ученые считают, что первые два объекта до гибели были звездами.
Когда-то объекты были двойными, но сила тяжести Стрелец А* заставила их отдалиться друг от друга и картинка приняла «раздутый» вид газовых облаков. Однако не все образования разделяют единую орбиту, поэтому все еще рассматривают различные теории их формирования.
-
Древнейшая черная дыра
Нахождение наиболее старой черной дыры в космических просторах – не только возможность побить рекорд, но и подсказка к пониманию древней эпохи, когда звезды только начали появляться. Конкретный объект нашли в 2017 году, а возникла она всего через 690 млн. лет после Большого Взрыва. На тот момент возраст космического пространства составлял всего 5% от теперешнего. И тогда массивность черной дыры в 800 млн. раз превосходила солнечную!
ULAS J1342 + 0928 удалена от нас на 13.1 млрд. световых лет и сформировалась буквально в первые моменты существования Вселенной. Это период эпохи реионизации, когда из ионов и гравитации возникли первые звезды. Пока неясно, что послужило причиной для реионизации, но существование черных дыр на тот период кажется подозрительным.
Кроме того, никто не знает, почему они стали такими массивными в раннем космическом пространстве. ULAS J1342 + 0928 способна ответить на эти вопросы, но нужно найти как можно больше подобных черных дыр, что сложно из-за их редкости.
-
Стремительный рост
В 2018 году возник новый рекордсмен среди черных дыр. Причиной послужил неуемный аппетит, потому что каждые два дня дыра проглатывает земное количество массы. Из-за этого объект чрезвычайно стремительно растет. К счастью, находится далеко от нас. Если бы оказался в центре нашей галактики, то рентгеновские лучи быстро стерилизовали всю жизнь на Земле.
В момент обнаружения первого мерцания исследователи зафиксировали свет, выпущенный 12 млрд. лет назад. Как только природу черной дыры подтвердили, стала известной и масса – 20 млрд. солнечной. Ученые все еще не могут объяснить причину такого стремительного роста. Но поглощенный материал создает свет, способный затмить всю галактику (так что дыру сложно назвать «черной»).
-
Прячущаяся галактика
В одном галактическом скоплении могут проживать сотни и тысячи галактик. Такие скопления считаются наибольшими структурами в пространстве. Кажется, что скопление нельзя скрыть от обзора другим космическим объектом, но именно это проделал квазар.
Сверхмассивную черную дыру PKS1353-341 долго не замечали, пока в 2018 году не выпустили новую фотографию. Оказалось, в центре скопления проживал квазар. Черная дыра была невероятно яркой, а ее сияние перекрывало миллионы звезд.
Квазар отдален от нас на 2.4 млрд. световых лет, а блики появляются из-за активного процесса питания. Полагают, что PKS1353-341 поглощает материю с экспоненциальной скоростью, что позволяет высвобождать большой энергетический объем, превышая солнечную яркость в 46 млрд. раз. Считают, что объект «успокоится» через миллион лет.
-
Двойные системы
Необычным кажется то, что некоторым черным дырам удается существовать в паре. Это довольно опасно. Удалось зафиксировать три случая столкновения: два в 2015 году и одно в 2017-м. Ни одна из черных дыр не разрушилась, но каждое событие сформировало новый крупный образец.
Третье слияние было особенно важным для ученых, потому что не только позволило расширить выборку по событиям слияния черных дыр, но и предоставило ценные данные о гравитационных волнах. Как же создаются двойные черные дыры? Пока рассматривают два сценария: созданы поле смерти двойных звезд или же две отдельные черные дыры сблизились за счет гравитации.
-
Разрушительный пузырь
В 2018 году исследователи добавили еще один способ разрушения звезды черными дырами. Не так давно удалось обнаружить гравитационные волны – феномен, растягивающий и сжимающий ткань пространства. Кажется безумием, но это смертоносная угроза. В новой теории гравитационные волны, простирающиеся от столкновения высоких энергий, представлены в виде пузыря.
Двигаясь со скоростью света, пузырь увеличивается до тех пор, пока некоторые точки не будут напоминать тонкие поверхности. Если два пузыря сталкиваются в точке с плоской поверхностью, то пространство-время способно сконцентрироваться в черную дыру.
Если подобное случится недалеко от Земли, то последствия будут катастрофическими. Радует лишь то, что медленной смерти ждать не приходится. Нашу планету просто разорвет в клочья.
-
Черная дыра в изгнании
Исследователи всегда подозревали, что галактики могут вытолкнуть собственные черные дыры. Однако ранее не удавалось наблюдать ничего подобного, пока галактика 3C186 не преподнесла сюрприз в 2017-м.
3C186 появилась после слияния двух галактик. Неудивительно, что после момента столкновения новая галактика казалась хаотичной. Но шокировало другое. Исследователи сразу попытались найти в центре сверхмассивную черную дыру. Но ее там не было!
Оказалось, что пропавший объект расположился на удаленности в 35000 световых лет от центра. Важно понимать, что при галактическом слиянии столкнулись также их сверхмассивные черные дыры. В итоге, появилось настоящее чудовище. Скорее всего, процесс слияния создал гравитационные волны, чьей мощности хватило, чтобы вытолкнуть новую дыру.
И это не пустяковое дело. Чтобы сместить черную дыру с ее места, нужен взрыв с мощностью в 100 млн. сверхновых. Уникальная черная дыра продолжает перемещаться с невероятной скоростью. Если темп сохранится, то она вырвется из галактики через 20 млн. лет.
-
Манипуляции со времен
Черная дыра появляется после смерти звезды, которая падает в себя. В этот момент в пространство выбрасываются потоки гамма-излучения. Этот процесс все еще хорошо не изучен. В 2018 году заметили новую странность – кажется, черные дыры способны отматывать время!
Представителям НАСА удалось зафиксировать 6 сильнейших гамма-всплесков. Каждое событие высвободило световую волну с характерной последовательностью импульсов. Удивительно, что гамма-луч затем повторился с обратной последовательностью импульсов. Некоторые физики считают обратный сигнал намеком на возврат времени.
Если и другое объяснение. Гамма-луч способен перемещаться сквозь сгустки материи, создавая подпись. Чтобы повернуть вспять, луч мог попасть на незамеченную зеркальную поверхность, или же его поведение подчиняется пока неизвестному физическому закону.
-
Отголоски прошлых вселенных
В 2018 году физику Роджеру Пенроузу удалось поставить всех на уши. Он заявил, что наша Вселенная – последняя из целой серии. Более того, в нашем варианте можно найти черные дыры из мертвых вселенных.
Его теория основана на излучении Хокинга. Стивен Хокинг высказал предположение, что черные дыры распадаются после потери достаточного количества частиц. Речь идет о гравитонах и фотонах. Они безмассовые и не располагают показателями скорости и времени. В итоге, когда Вселенная умирает и рождается новая, эти частицы могут выжить. Выходит, можно найти потраченную черными дырами энергию, растворившуюся в уже умершем пространстве.
Эксперименты говорят в пользу теории Пенроуза. Если все именно так, то придется изменить теорию Большого Взрыва. Вместо одного космоса получается, что Вселенные следуют друг за другом в виде восходящих пузырей.