Въпреки огромните постижения в областта на физиката и астрономията, има много явления, чиято същност не е напълно разкрита. Такива явления включват мистериозни черни дупки, цялата информация за които е само теоретична и не може да бъде проверена по практически начин.

Съществуват ли черни дупки?

Още преди появата на теорията на относителността астрономите предложиха теория за съществуването на черни фунии. След публикуването на теорията на Айнщайн въпросът за гравитацията беше преразгледан и се появиха нови предположения в проблема с черните дупки. Нереалистично е да се види този космически обект, защото той поглъща цялата светлина, влизаща в пространството му. Учените доказват съществуването на черни дупки въз основа на анализ на движението на междузвездния газ и траекториите на звездите.

Образуването на черни дупки води до промени в пространствено-времевите характеристики около тях. Времето сякаш се компресира под въздействието на огромна гравитация и се забавя. Звездите, които се окажат на пътя на черна фуния, могат да се отклонят от маршрута си и дори да сменят посоката. Черните дупки поглъщат енергията на звездата си близнак, която също се проявява.

Как изглежда черна дупка?

Информацията за черните дупки е предимно хипотетична. Учените ги изследват за ефекта им върху космоса и радиацията. Не е възможно да се видят черни дупки във Вселената, защото те поглъщат цялата светлина, която навлиза в близкото пространство. От специални сателити е направено рентгеново изображение на черни обекти, което показва светъл център, който е източник на лъчите.

Как се образуват черните дупки?

Черна дупка в космоса е отделен свят, която има собствена уникални характеристикии имоти. Свойствата на космическите дупки се определят от причините за появата им. По отношение на появата на черни предмети съществуват следните теории:

1. Те са резултат от колапси, възникващи в космоса. Това може да е сблъсък на големи космически тела или експлозия на свръхнова.
2. Те възникват поради претеглянето на космическите обекти при запазване на техния размер. Причината за това явление не е установена.

Черната фуния е обект в космоса, който е сравнително малък по размер, но има огромна маса. Теорията за черните дупки казва, че всеки космически обект потенциално може да се превърне в черна фуния, ако в резултат на някакво явление загуби размера си, но запази масата си. Учените дори говорят за съществуването на много черни микродупки - миниатюрни космически обекти с относително голяма маса. Това несъответствие между маса и размер води до увеличаване на гравитационното поле и появата на силно привличане.

Какво има в черна дупка?

черен мистериозен обектможе да се нарече дупка само с голям участък. Центърът на това явление е космическо тялос повишена гравитация. Резултатът от такава гравитация е силно привличане към повърхността на това космическо тяло. Това създава вихров поток, в който се въртят газове и зърна космически прах. Следователно е по-правилно черната дупка да се нарича черна фуния.

На практика е невъзможно да се разбере какво има вътре в черна дупка, тъй като нивото на гравитация на космическия вихър не позволява на нито един обект да излезе от зоната на влияние. Според учените вътре в черна дупка цари пълна тъмнина, тъй като светлинните кванти изчезват безвъзвратно в нея. Предполага се, че пространството и времето са изкривени вътре в черната фуния; законите на физиката и геометрията не важат на това място. Такива характеристики на черните дупки вероятно могат да доведат до образуването на антиматерия, която този моментнеизвестен на учените.

Защо черните дупки са опасни?

Черните дупки понякога се описват като обекти, които абсорбират околните обекти, радиация и частици. Тази идея е неправилна: свойствата на черната дупка й позволяват да абсорбира само това, което попада в нейната зона на влияние. Той може да абсорбира космически микрочастици и радиация, излъчвана от звезди близнаци. Дори една планета да е близо до черна дупка, тя няма да бъде погълната, а ще продължи да се движи по своята орбита.

Какво се случва, ако попаднете в черна дупка?

Свойствата на черните дупки зависят от силата на гравитационното поле. Черните фунии привличат всичко, което попада в тяхната зона на влияние. В този случай се променят пространствено-времевите характеристики. Учените, които изучават всичко свързано с черните дупки, не са съгласни какво се случва с обектите в този вихър:

• някои учени предполагат, че всички предмети, попадащи в тези дупки, се разтягат или разкъсват на парчета и нямат време да достигнат повърхността на привличащия обект;
• други учени твърдят, че в дупките всички обичайни характеристики са изкривени, така че обектите там сякаш изчезват във времето и пространството. Поради тази причина черните дупки понякога се наричат ​​портали към други светове.

Видове черни дупки

Черните фунии се разделят на видове въз основа на метода на тяхното образуване:

1. Черни обекти със звездна маса се раждат в края на живота на някои звезди. Пълно звездно изгаряне и край термоядрени реакцииводи до компресия на звездата. Ако звездата претърпи гравитационен колапс, тя може да се трансформира в черна фуния.
2. Супермасивни черни фунии. Учените твърдят, че ядрото на всяка галактика е свръхмасивна фуния, чието образуване е началото на появата на нова галактика.
3. Първични черни дупки. Те могат да включват дупки с различна маса, включително микродупки, образувани поради несъответствия в плътността на материята и силата на гравитацията. Такива дупки са фунии, образувани в началото на Вселената. Това включва и обекти като космата черна дупка. Тези дупки се отличават с наличието на лъчи, подобни на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони запазват част от информацията, която попада в черната дупка.
4. Квантови черни дупки. Те се появяват в резултат на ядрени реакции и живеят кратко. Квантовите фунии представляват най-голям интерес, тъй като тяхното изследване може да помогне да се отговори на въпроси относно проблема с черните космически обекти.
5. Някои учени идентифицират този тип космически обект като космата черна дупка. Тези дупки се отличават с наличието на лъчи, подобни на косми. Предполага се, че тези фотони и гравитони запазват част от информацията, която попада в черната дупка.

Най-близката до Земята черна дупка

Най-близката черна дупка е на 3000 светлинни години от Земята. Нарича се V616 Monocerotis, или V616 Mon. Теглото му достига 9-13 слънчеви маси. Двоичният партньор на тази дупка е звезда с половината от масата на Слънцето. Друга фуния, относително близо до Земята, е Cygnus X-1. Намира се на 6 хиляди светлинни години от Земята и тежи 15 пъти повече от Слънцето. Тази космическа черна дупка също има свой собствен бинарен партньор, чието движение помага да се проследи влиянието на Cygnus X-1.

Черни дупки - интересни факти

Учените разказват следните интересни факти за черните предмети:

1. Ако вземем предвид, че тези обекти са център на галактики, тогава, за да намерим най-голямата фуния, трябва да открием най-голямата галактика. Следователно най-голямата черна дупка във Вселената е фунията, разположена в галактиката IC 1101 в центъра на клъстера Abell 2029.
2. Черните обекти всъщност изглеждат като многоцветни обекти. Причината за това се крие в тяхното радиомагнитно излъчване.
3. Няма постоянни физически или математически закони в средата на черна дупка. Всичко зависи от масата на дупката и нейното гравитационно поле.
4. Черните фунии постепенно се изпаряват.
5. Теглото на черните фунии може да достигне невероятни размери. Най-голямата черна дупка има маса, равна на 30 милиона слънчеви маси.

• в миналото е имало много такива региони в нашата галактика;
• най-големите звездообразуващи региони са концентрирани по спиралните ръкави и към галактическия център;
• където днес виждаме пулсари (останки от неутронни звезди) и източници на гама лъчи, ще има черни дупки,

можем да направим карта и да покажем на нея къде ще бъдат черните дупки.

СателитНАСА Ферми е съставил карта с висока разделителна способност на високите енергии на Вселената. Черните дупки в картографирана галактика вероятно ще последват емисии с малки вариации и ще бъдат разрешени от милиони отделни източници

Това е картата на Ферми на източниците на гама лъчи в небето. Тя е подобна на звездната карта на нашата галактика, с изключение на това, че силно подчертава галактическия диск. По-старите източници са изчерпани от гама лъчи, така че това са сравнително нови точкови източници.

В сравнение с тази карта, картата на черната дупка ще бъде:

• по-концентриран в галактическия център;
• малко по-замъглено по ширина;
• включват галактическа издутина;
• се състои от 100 милиона обекта, плюс-минус грешка.

Чрез създаването на хибрид на картата на Ферми (горе) и картата на галактиката COBE (долу), можем да получим количествена картина на местоположението на черните дупки в галактиката.

Галактика, видима в инфрачервена светлина отCOBE. Въпреки че тази карта показва звезди, черните дупки ще следват подобно разпределение, макар и по-компресирани в галактическата равнина и по-централизирани към изпъкналостта

Черните дупки са реални, те са често срещани и по-голямата част от тях са изключително трудни за откриване днес. Вселената съществува от много дълго време и въпреки че виждаме огромен бройзвезди, повечето от най-масивните звезди - 95% или повече - отдавна са умрели. В какво са се превърнали? Около една четвърт от тях са се превърнали в черни дупки, като милиони все още дебнат.

Черна дупка, милиарди пъти по-масивна от Слънцето, захранва рентгенова струя в центъра сиМ87, но трябва да има милиарди други черни дупки в тази галактика. Тяхната плътност ще бъде концентрирана в галактическия център

Елиптичните галактики завихрят черни дупки в елиптичен рояк, който се групира около галактическия център, подобно на звездите, които виждаме. Много черни дупки мигрират с течение на времето в гравитационния кладенец в центъра на галактиката - поради което свръхмасивните черни дупки стават свръхмасивни. Но все още не виждаме цялата тази картина. И няма да го видим, докато не се научим как ефективно да визуализираме черни дупки.

При липсата на директна визуализация, това е всичко, което науката ни дава и ни казва нещо забележително: на всеки хиляда звезди, които виждаме днес, има около една черна дупка. Не е лоша статистика за напълно невидими обекти, ще се съгласите.

Няма нищо по-хипнотизиращо в красотата му космическо явлениеотколкото черните дупки. Както знаете, обектът получи името си поради факта, че е в състояние да абсорбира светлина, но не може да я отразява. Поради огромната си гравитация, черните дупки засмукват всичко, което е близо до тях - планети, звезди, космически боклук. Това обаче не е всичко, което трябва да знаете за черните дупки, тъй като има много невероятни фактиза тях.

Черните дупки нямат точка без връщане

Дълго време се смяташе, че всичко, което попадне в областта на черна дупка, остава в нея, но резултатът най-новите изследваниятова, което се случи е, че след известно време черната дупка "изплюе" цялото си съдържание в космоса, но в различна форма, различна от първоначалната. Хоризонтът на събитията, който се смяташе за точка без връщане за космическите обекти, се оказа само тяхното временно убежище, но този процес се случва много бавно.

Земята е заплашена от черна дупка

Слънчевата система е само част от безкрайна галактика, която съдържа огромен брой черни дупки. Оказва се, че Земята е застрашена от две от тях, но за щастие се намират на голямо разстояние – около 1600 светлинни години. Те са открити в галактика, която се е образувала в резултат на сливането на две галактики.


Учените са видели черни дупки само защото са били близо до Слънчевата система с помощта на рентгенов телескоп, който е в състояние да улови рентгеновите лъчи, излъчвани от тези космически обекти. Черните дупки, тъй като са разположени една до друга и практически се сливат в една, са били наричани с едно име - Чандра в чест на бога на Луната от индуската митология. Учените са уверени, че Чандра скоро ще стане такава поради огромната сила на гравитацията.

Черните дупки могат да изчезнат с времето

Рано или късно цялото съдържание излиза от черната дупка и остава само радиация. Тъй като черните дупки губят маса, те стават по-малки с течение на времето и след това изчезват напълно. Смъртта на космически обект е много бавна и затова е малко вероятно някой учен да може да види как черната дупка намалява и след това изчезва. Стивън Хокинг твърди, че дупката в космоса е силно компресирана планета и с течение на времето се изпарява, започвайки от краищата на изкривяването.

Черните дупки може да не изглеждат непременно черни

Учените твърдят, че тъй като космическият обект поглъща светлинни частици, без да ги отразява, черната дупка няма цвят, а само повърхността й - хоризонтът на събитията - го издава. до неговата гравитационно полезакрива цялото пространство зад себе си, включително планетите и звездите. Но в същото време, поради поглъщането на планети и звезди на повърхността на черна дупка в спирала поради огромната скорост на движение на обекти и триене между тях, се появява блясък, който може да бъде по-ярък от звездите. Това е колекция от газове, звезден прах и друга материя, която е засмукана от черна дупка. Също така понякога черна дупка може да излъчва електромагнитни вълнии следователно могат да бъдат видими.

Черните дупки не са създадени от нищото; те се основават на изчезнала звезда.

Звездите светят в космоса благодарение на снабдяването им с термоядрено гориво. Когато приключи, звездата започва да се охлажда, като постепенно се превръща от бяло джудже в черно джудже. Налягането вътре в охладената звезда започва да намалява. Под въздействието на гравитацията космическото тяло започва да се свива. Последствието от този процес е, че звездата изглежда експлодира, всичките й частици се разпръскват в пространството, но в същото време гравитационните сили продължават да действат, привличайки съседни космически обекти, които след това се поглъщат от нея, увеличавайки силата на черното дупка и нейния размер.

Супермасивна черна дупка

Черна дупка, десетки хиляди пъти по-голяма от размера на Слънцето, се намира в самия център на Млечния път. Учените го нарекоха Стрелец и се намира на разстояние от Земята 26 000 светлинни години. Тази областгалактиките са изключително активни и с огромна скоростпоглъща всичко, което е близо до него. Тя също често „бълва“ изчезнали звезди.


Това, което е изненадващо, е фактът, че средната плътност на черна дупка, дори като се вземе предвид нейната огромен размер, може дори да е равна на плътността на въздуха. Тъй като радиусът на черната дупка се увеличава, тоест броят на обектите, уловени от нея, плътността на черната дупка става по-малка и това се обяснява прости законифизика. Така че най-големите тела в космоса всъщност може да са леки като въздуха.

Черната дупка може да създаде нови вселени

Колкото и странно да звучи, особено предвид факта, че всъщност черните дупки поглъщат и съответно унищожават всичко около себе си, учените сериозно смятат, че тези космически обекти могат да поставят началото на появата на нова Вселена. Така че, както знаем, черните дупки не само абсорбират материята, но могат и да я освобождават в определени периоди. Всяка частица, която излезе от черна дупка, може да експлодира и това ще стане нов Голям взрив, а според неговата теория нашата Вселена се е появила така, следователно е възможно Слънчевата система, която съществува днес и в която се върти Земята , е обитаван огромно количествохора, някога е бил роден от масивна черна дупка.

Времето тече много бавно близо до черна дупка

Когато един обект се доближи до черна дупка, независимо колко маса има, неговото движение започва да се забавя и това се случва, защото в самата черна дупка времето се забавя и всичко се случва много бавно. Това се дължи на огромната гравитационна сила, която притежава черната дупка. Освен това това, което се случва в самата черна дупка, се случва доста бързо, така че ако наблюдателят погледне черната дупка отвън, ще му се стори, че всички процеси, протичащи в нея, протичат бавно, но ако попадне в нейната фуния , гравитационните сили моментално биха го разкъсали.

Всеки човек, който се запознае с астрономията, рано или късно изпитва силно любопитство към най-мистериозните обекти на Вселената - черните дупки. Това са истински господари на мрака, способни да „погълнат“ всеки атом, който минава наблизо и да не позволяват дори на светлината да избяга - толкова силно е тяхното привличане. Тези обекти представляват истинско предизвикателство за физиците и астрономите. Първите все още не могат да разберат какво се случва с материята, попаднала в черната дупка, а вторите, въпреки че обясняват най-енергоемките явления в космоса със съществуването на черни дупки, никога не са имали възможност да наблюдават нито една от тях директно. Ще ви разкажем за тези интересни небесни обекти, ще разберем какво вече е открито и какво предстои да научим, за да повдигнем завесата на тайната.

Какво е черна дупка?

Името „черна дупка” (на английски - black hole) е предложено през 1967 г. от американския теоретичен физик Джон Арчибалд Уилър (виж снимката вляво). Служеше за обозначаване небесно тяло, чието привличане е толкова силно, че дори светлината не се отпуска от себе си. Ето защо е „черен“, защото не излъчва светлина.

Косвени наблюдения

Това е причината за такава мистерия: тъй като черните дупки не светят, ние не можем да ги видим директно и сме принудени да ги търсим и изучаваме, използвайки само косвени доказателства, че тяхното съществуване оставя в околното пространство. С други думи, ако черна дупка погълне звезда, ние не можем да видим черната дупка, но можем да наблюдаваме опустошителните ефекти на нейното мощно гравитационно поле.

Интуицията на Лаплас

Въпреки че изразът „черна дупка“ за обозначаване на хипотетичния последен етап от еволюцията на звезда, която се е сринала в себе си под въздействието на гравитацията, е сравнително скорошен, идеята за възможността за съществуването на такива тела възниква повече от две преди векове. Англичанинът Джон Мишел и французинът Пиер-Симон дьо Лаплас независимо един от друг излагат хипотези за съществуването на „невидими звезди“; в същото време те се основават на обичайните закони на динамиката и закона на Нютон за всемирното привличане. Днес черните дупки са получили правилното си описание въз основа на обща теорияОтносителността на Айнщайн.

В работата си „Изложение на световната система“ (1796) Лаплас пише: „ Ярка звездасъс същата плътност като Земята, с диаметър 250 пъти по-голям от диаметъра на Слънцето, благодарение на гравитационното си привличане би попречило на светлинните лъчи да достигнат до нас. Следователно е възможно най-големите и най-ярките небесни тела да са невидими по тази причина.“

Непобедима гравитация

Идеята на Лаплас се основава на концепцията за скоростта на бягство (втората евакуационна скорост). Черната дупка е толкова плътен обект, че нейната гравитация може да задържи дори светлината, която развива най-високата скорост в природата (почти 300 000 km/s). На практика бягството от черна дупка изисква скорости, по-големи от скоростта на светлината, но това е невъзможно!

Това означава, че звезда от този вид ще бъде невидима, тъй като дори светлината няма да може да преодолее нейната мощна гравитация. Айнщайн обяснява този факт чрез феномена на огъване на светлината под въздействието на гравитационно поле. В действителност, близо до черна дупка, пространство-времето е толкова извито, че траекториите на светлинните лъчи също се затварят в себе си. За да превърнем Слънцето в черна дупка, ще трябва да концентрираме цялата му маса в топка с радиус 3 км, а Земята ще трябва да се превърне в топка с радиус 9 мм!

Видове черни дупки

Само преди около десет години наблюденията показаха съществуването на два вида черни дупки: звездни, чиято маса е сравнима с масата на Слънцето или леко я надвишава, и свръхмасивни, чиято маса варира от няколкостотин хиляди до много милиони слънчеви маси . Въпреки това, сравнително наскоро, рентгенови изображения и спектри с висока резолюция, получено от изкуствени спътницикато “Чандра” и “XMM-Newton”, извеждат на преден план третия вид черна дупка - със средна маса, превишаваща масата на Слънцето хиляди пъти.

Звездни черни дупки

Звездните черни дупки станаха известни по-рано от други. Те се образуват, когато звезда голяма масав края на своя еволюционен път той изчерпва запасите си от ядрено гориво и се срива в себе си поради собствената си гравитация. Експлозия, която разтърсва звезда (това явление е известно като „експлозия на свръхнова“) има катастрофални последици: ако ядрото на звездата надвишава масата на Слънцето повече от 10 пъти, няма ядрена силане е в състояние да издържи на гравитационен колапс, което ще доведе до появата на черна дупка.

Супермасивни черни дупки

Свръхмасивните черни дупки, забелязани за първи път в ядрата на някои активни галактики, имат различен произход. Има няколко хипотези за тяхното раждане: звездна черна дупка, която в продължение на милиони години поглъща всички звезди около себе си; клъстер от черни дупки, сливащи се заедно; колосален газов облак, колабиращ директно в черна дупка. Тези черни дупки са сред най-енергийните обекти в космоса. Те се намират в центровете на много, ако не и на всички, галактики. Нашата Галактика също има такава черна дупка. Понякога, поради наличието на такава черна дупка, ядрата на тези галактики стават много ярки. Галактики с черни дупки в центъра, заобиколени от голяма сумападаща материя и следователно способни да произвеждат колосални количества енергия се наричат ​​„активни“, а техните ядра се наричат ​​„активни галактически ядра“ (AGN). Например квазарите (най-отдалечените от нас космически обекти, които са достъпни за нашето наблюдение) са активни галактики, в които виждаме само много ярко ядро.

Среден и мини

Черните дупки остават друга мистерия средно тегло, който според последните изследвания може да е в центъра на някои кълбовидни купове, като M13 и NCC 6388. Много астрономи са скептични относно тези обекти, но някои най-новите изследванияпредполагат наличието на черни дупки със среден размер дори близо до центъра на нашата Галактика. Английският физик Стивън Хокинг също изложи теоретично предположение за съществуването на четвърти тип черна дупка - „мини дупка“ с маса само един милиард тона (което е приблизително равно на масата на големи планини). Това е заза първичните обекти, тоест тези, които са се появили в първите моменти от живота на Вселената, когато налягането все още е било много високо. Все още обаче не е открита нито една следа от тяхното съществуване.

Как да намерим черна дупка

Само преди няколко години светлина светна над черни дупки. Благодарение на постоянно подобряващите се инструменти и технологии (както наземни, така и космически), тези обекти стават все по-малко мистериозни; по-точно, пространството около тях става по-малко мистериозно. Всъщност, тъй като самата черна дупка е невидима, можем да я разпознаем само ако е заобиколена от достатъчно материя (звезди и горещ газ), обикаляща около нея на малко разстояние.

Гледане на двоични системи

Някои звездни черни дупки са открити чрез наблюдение на орбиталното движение на звезда около невидим спътник в двоична система. Близките двойни системи (т.е. състоящи се от две звезди много близо една до друга), в които един от спътниците е невидим, са любим обект за наблюдение на астрофизиците, търсещи черни дупки.

Индикация за наличието на черна дупка (или неутронна звезда) е силно излъчване на рентгенови лъчи, причинено от сложен механизъм, който може да бъде описан схематично по следния начин. Благодарение на мощната си гравитация, черна дупка може да изтръгне материята от своята спътникова звезда; този газ се разпространява в плосък диск и спираловидно надолу в черната дупка. Триенето в резултат на сблъсъци между частици от падащ газ загрява вътрешните слоеве на диска до няколко милиона градуса, което причинява мощно рентгеново излъчване.

Наблюдения в рентгенови лъчи

Рентгеновите наблюдения на обекти в нашата Галактика и съседните галактики, извършвани в продължение на няколко десетилетия, направиха възможно откриването на компактни двоични източници, около дузина от които са системи, съдържащи кандидати за черни дупки. Основният проблем е определянето на масата на невидимо небесно тяло. Стойността на масата (макар и не много точна) може да се намери чрез изучаване на движението на спътника или, което е много по-трудно, чрез измерване на интензитета рентгеново лъчениепадащо вещество. Този интензитет е свързан с уравнение с масата на тялото, върху което пада това вещество.

Нобелов лауреат

Нещо подобно може да се каже за свръхмасивни черни дупки, наблюдавани в ядрата на много галактики, чиито маси се оценяват чрез измерване на орбиталните скорости на газа, падащ в черната дупка. В този случай, причинено от мощното гравитационно поле на много голям обект, бързо нарастване на скоростта на газовите облаци, обикалящи в центъра на галактиките, се открива чрез наблюдения в радиообхвата, както и в оптични лъчи. Наблюденията в рентгеновия диапазон могат да потвърдят повишеното освобождаване на енергия, причинено от падането на материята в черната дупка. Изследванията на рентгеновите лъчи започват в началото на 60-те години на миналия век от италианеца Рикардо Джакони, който работи в САЩ. Присъдена му през 2002г Нобелова наградапризнава неговия „пионерски принос в астрофизиката, довел до откриването на източници на рентгенови лъчи в космоса“.

Cygnus X-1: първи кандидат

Нашата Галактика не е имунизирана срещу присъствието на кандидат-черни дупки. За щастие нито един от тези обекти не е достатъчно близо до нас, за да представлява заплаха за съществуването на Земята или слънчева система. Въпреки голям броймаркирани компактни рентгенови източници (които са най-вероятните кандидати за черни дупки), нямаме увереност, че те действително съдържат черни дупки. Единственият сред тези източници, който няма алтернативна версия, е близката двойна система Cygnus X-1, тоест най-яркият източник на рентгеново лъчение, в съзвездието Cygnus.

Масивни звезди

Тази система, която има орбитален период от 5,6 дни, се състои от много ярка синя звезда голям размер(нейният диаметър е 20 пъти по-голям от този на слънцето, а масата му е около 30 пъти), лесно видима дори във вашия телескоп, и невидима втора звезда, чиято маса се оценява на няколко слънчеви маси (до 10). Разположена на 6500 светлинни години от нас, втората звезда би била идеално видима, ако беше обикновена звезда. Нейната невидимост, мощното рентгеново излъчване, произведено от системата, и накрая оценката на масата карат повечето астрономи да вярват, че това е първото потвърдено откритие на звездна черна дупка.

Съмнения

Има обаче и скептици. Сред тях е един от най-големите изследователи на черни дупки, физикът Стивън Хокинг. Той дори се обзаложи с американския си колега Кийл Торн, горещ привърженик на класифицирането на обекта Cygnus X-1 като черна дупка.

Дебатът за идентичността на обекта Cygnus X-1 не е единственият залог на Хокинг. След като посвети няколко девет години теоретични изследваниячерни дупки, той се убеди в погрешността на предишните си идеи за тези мистериозни обекти. По-специално, Хокинг приема, че материята, след като попадне в черна дупка, изчезва завинаги, а с нея изчезва и целият й информационен багаж. Той беше толкова сигурен в това, че се обзаложи на тази тема през 1997 г. с американския си колега Джон Прескил.

Признаване на грешка

На 21 юли 2004 г. в речта си на Конгреса по теория на относителността в Дъблин Хокинг признава, че Прескил е прав. Черните дупки не водят до пълно изчезване на материята. Освен това те имат определен вид „памет“. Може да съдържат следи от това, което са консумирали. По този начин, чрез „изпаряване“ (т.е. бавно излъчване на радиация поради квантовия ефект), те могат да върнат тази информация в нашата Вселена.

Черни дупки в галактиката

Астрономите все още имат много съмнения относно наличието на звездни черни дупки (като тази, принадлежаща към двойната система Cygnus X-1) в нашата Галактика; но има много по-малко съмнения относно свръхмасивните черни дупки.

В центъра

Нашата Галактика има поне една свръхмасивна черна дупка. Неговият източник, известен като Стрелец A*, е точно локализиран в центъра на равнината на Млечния път. Името му се обяснява с факта, че е най-мощният радиоизточник в съзвездието Стрелец. Именно в тази посока са разположени както геометричните, така и физическите центрове на нашата галактическа система. Разположена на около 26 000 светлинни години, свръхмасивната черна дупка, свързана с източника на радиовълни Стрелец A*, има маса, оценена на около 4 милиона слънчеви маси, съдържаща се в пространство, чийто обем е сравним с обема на слънчевата система. Относителната му близост до нас (тази свръхмасивна черна дупка без съмнение е най-близката до Земята) е причинила последните годиниобектът беше подложен на особено задълбочено изследване с помощта на космическата обсерватория Чандра. Оказа се, по-специално, че представлява и мощен източникРентгеново лъчение (но не толкова мощно, колкото източниците в активните галактически ядра). Стрелец A* може да е спящ остатък от това, което е било активното ядро ​​на нашата Галактика преди милиони или милиарди години.

Втора черна дупка?

Някои астрономи обаче смятат, че в нашата Галактика има още една изненада. Говорим за втора черна дупка със средна маса, която държи заедно клъстер от млади звезди и им предпазва от падане в свръхмасивна черна дупка, разположена в центъра на самата Галактика. Как е възможно, че на разстояние по-малко от едно светлинни годиниот него може ли да има звезден куп едва на 10 милиона години, тоест, по астрономически стандарти, много млад? Според изследователите отговорът е, че клъстерът не се е родил там (средата около централната черна дупка е твърде враждебна за образуване на звезди), а е бил „изтеглен“ там поради съществуването на втора черна дупка вътре в него, която има средна маса.

В орбита

Отделни звезди в клъстера, привлечени от свръхмасивната черна дупка, започнаха да се изместват към галактическия център. Въпреки това, вместо да се разпръснат в космоса, те остават събрани заедно благодарение на гравитационното привличане на втора черна дупка, разположена в центъра на клъстера. Масата на тази черна дупка може да бъде оценена въз основа на способността й да държи цял звезден куп на каишка. Черна дупка със среден размер очевидно отнема около 100 години, за да обиколи централната черна дупка. Това означава, че дългосрочните наблюдения в продължение на много години ще ни позволят да го „видим“.

Черна дупка е резултат от колапса на свръхмасивна звезда, чието ядро ​​е изчерпано гориво за ядрена реакция. Тъй като ядрото се компресира, температурата на ядрото се повишава и фотони с енергия над 511 keV се сблъскват и образуват двойки електрон-позитрон, което води до катастрофално намаляване на налягането и по-нататъшен колапс на звездата под въздействието на нейния собствена гравитация.

Астрофизикът Итън Сийгъл публикува статията „Най-голямата черна дупка в познатата вселена“, в която събира информация за масата на черните дупки в различни галактики. Просто се чудя: къде е най-масовият от тях?

Тъй като най-плътните клъстери от звезди са в центъра на галактиките, сега почти всяка галактика има масивна черна дупка в центъра си, образувана след сливането на много други. Например в центъра на Млечния път има черна дупка с маса около 0,1% от нашата галактика, тоест 4 милиона пъти масата на Слънцето.

Много е лесно да се определи наличието на черна дупка чрез изучаване на траекторията на звезди, които са засегнати от гравитацията на невидимо тяло.

Но Млечният път е сравнително малка галактика, която не може да има най-голямата черна дупка. Например, недалеч от нас в клъстера Дева има гигантска галактика, наречена Месие 87 - тя е около 200 пъти по-голяма от нашата.

И така, от центъра на тази галактика избухва поток от материя с дължина около 5000 светлинни години (на снимката). Това е луда аномалия, пише Итън Сийгъл, но изглежда много хубаво.

Учените смятат, че само черна дупка може да обясни такова „изригване“ от центъра на галактиката. Изчисленията показват, че масата на тази черна дупка е около 1500 пъти по-голяма от масата на черната дупка в Млечния път, тоест приблизително 6,6 милиарда слънчеви маси.

Но къде е най-голямата черна дупка във Вселената? Ако изхождаме от изчислението, че в центъра на почти всяка галактика има такъв обект с маса 0,1% от масата на галактиката, тогава трябва да намерим най-много масивна галактика. Учените могат да отговорят и на този въпрос.

Най-масивната известна ни галактика е IC 1101 в центъра на клъстера Abell 2029, който е 20 пъти по-далеч от Млечния път, отколкото клъстера Дева.

В IC 1101 разстоянието от центъра до най-далечния край е около 2 милиона светлинни години. Размерът му е два пъти по-голям от разстоянието от Млечния път до най-близката галактика Андромеда. Масата е почти равна на масата на целия куп Дева!

Ако има черна дупка в центъра на IC 1101 (и трябва да има), тогава тя може да е най-масивната в познатата Вселена.

Итън Сийгъл казва, че може да греши. Причината е уникалната галактика NGC 1277. Това не е много голяма галактика, малко по-малка от нашата. Но анализът на нейното въртене показа невероятен резултат: черната дупка в центъра е 17 милиарда слънчеви маси, а това е цели 17% от общата маса на галактиката. Това е рекорд за съотношението на масата на черна дупка към масата на галактика.

Има още един кандидат за ролята на най-голямата черна дупка в позната вселена. Той е показан на следващата снимка.

Странният обект OJ 287 се нарича блазар. Blazars - специален класизвънгалактични обекти, вид квазар. Отличават се с много мощна емисия, която в ОВ 287 варира с цикъл от 11-12 години (с двоен пик).

Според астрофизиците OJ 287 съдържа супермасивна централна черна дупка, около която орбитира друга по-малка черна дупка. С 18 милиарда слънчеви маси централната черна дупка е най-голямата известна досега.

Тази двойка черни дупки ще бъде един от най-добрите експерименти за тестване на общата теория на относителността, а именно деформацията на пространство-времето, описана в Общата теория на относителността.

Поради релативистични ефекти, перихелият на черна дупка, т.е. най-близо до центъра Черна дупкаорбиталната точка трябва да се движи с 39° на оборот! За сравнение, перихелият на Меркурий се е изместил само с 43 дъгови секунди на век.