Til tross for de enorme prestasjonene innen fysikk og astronomi, er det mange fenomener hvis essens ikke er fullstendig avslørt. Slike fenomener inkluderer mystiske sorte hull, hvor all informasjon kun er teoretisk og ikke kan verifiseres på en praktisk måte.

Finnes det sorte hull?

Selv før relativitetsteorien kom, foreslo astronomer en teori om eksistensen av svarte trakter. Etter publiseringen av Einsteins teori ble spørsmålet om tyngdekraften revidert og nye antakelser dukket opp i problemet med sorte hull. Det er urealistisk å se dette kosmiske objektet, fordi det absorberer alt lyset som kommer inn i rommet. Forskere beviser eksistensen av sorte hull basert på analyse av bevegelsen til interstellar gass og banene til stjerner.

Dannelsen av sorte hull fører til endringer i rom-tid-karakteristikker rundt dem. Tiden ser ut til å bli komprimert under påvirkning av enorm tyngdekraft og bremser ned. Stjerner som befinner seg i veien til en svart trakt kan avvike fra ruten sin og til og med endre retning. Svarte hull absorberer energien til tvillingstjernen deres, som også manifesterer seg.

Hvordan ser et sort hull ut?

Informasjon om sorte hull er for det meste hypotetisk. Forskere studerer dem for deres effekt på rom og stråling. Det er ikke mulig å se sorte hull i universet, fordi de absorberer alt lyset som kommer inn i nærliggende rom. Et røntgenbilde av svarte objekter ble tatt fra spesielle satellitter, som viser et lyst senter som er kilden til strålene.

Hvordan dannes sorte hull?

Et sort hull i rommet er en egen verden som har sine egne unike egenskaper og egenskaper. Egenskapene til kosmiske hull bestemmes av årsakene til deres utseende. Når det gjelder utseendet til svarte gjenstander, er det følgende teorier:

1. De er et resultat av kollapser som skjer i verdensrommet. Dette kan være en kollisjon av store kosmiske kropper eller en supernovaeksplosjon.
2. De oppstår på grunn av vekting av romobjekter mens de opprettholder størrelsen. Årsaken til dette fenomenet er ikke fastslått.

En svart trakt er en gjenstand i rommet som er relativt liten i størrelse, men som har en enorm masse. Teorien om svarte hull sier at ethvert kosmisk objekt potensielt kan bli en svart trakt hvis det, som et resultat av noen fenomener, mister sin størrelse, men beholder sin masse. Forskere snakker til og med om eksistensen av mange svarte mikrohull - miniatyrromobjekter med en relativt stor masse. Denne uoverensstemmelsen mellom masse og størrelse fører til en økning i gravitasjonsfeltet og tilsynekomsten av sterk tiltrekning.

Hva er i et svart hull?

Den svarte mystiske gjenstanden kan bare kalles et hull med stor strekk. Sentrum av dette fenomenet er en kosmisk kropp med økt tyngdekraft. Resultatet av en slik tyngdekraft er en sterk tiltrekning til overflaten av denne kosmiske kroppen. I dette tilfellet dannes en virvelstrøm der gasser og korn av kosmisk støv roterer. Derfor er det mer riktig å kalle et sort hull en svart trakt.

Det er umulig å finne ut i praksis hva som er inne i et svart hull, fordi tyngdekraften til den kosmiske virvelen ikke lar noe objekt rømme fra sin innflytelsessone. Ifølge forskere er det fullstendig mørke inne i et sort hull, fordi lyskvanter forsvinner ugjenkallelig inne i det. Det antas at rom og tid er forvrengt inne i den svarte trakten; lovene for fysikk og geometri gjelder ikke på dette stedet. Slike trekk ved sorte hull kan antagelig føre til dannelse av antimaterie, som foreløpig er ukjent for forskere.

Hvorfor er sorte hull farlige?

Svarte hull beskrives noen ganger som gjenstander som absorberer omkringliggende gjenstander, stråling og partikler. Denne ideen er feil: egenskapene til et sort hull lar det absorbere bare det som faller innenfor dets innflytelsessone. Den kan absorbere kosmiske mikropartikler og stråling som kommer fra tvillingstjerner. Selv om en planet er nær et sort hull, vil den ikke bli absorbert, men vil fortsette å bevege seg i sin bane.

Hva skjer hvis du faller ned i et svart hull?

Egenskapene til sorte hull avhenger av styrken til gravitasjonsfeltet. Svarte trakter tiltrekker seg alt som kommer innenfor deres innflytelsessone. I dette tilfellet endres de spatiotemporale egenskapene. Forskere som studerer alt sorte hull er uenige om hva som skjer med objektene i denne virvelen:

• noen forskere foreslår at alle gjenstander som faller inn i disse hullene er strukket eller revet i stykker og ikke har tid til å nå overflaten til det tiltrekkende objektet;
• andre forskere hevder at i hull er alle de vanlige egenskapene forvrengt, så objekter der ser ut til å forsvinne i tid og rom. Av denne grunn kalles sorte hull noen ganger porter til andre verdener.

Typer sorte hull

Svarte trakter er delt inn i typer basert på metoden for deres dannelse:

1. Svarte gjenstander med stjernemasse blir født på slutten av noen stjerners levetid. Den fullstendige forbrenningen av en stjerne og slutten av termonukleære reaksjoner fører til komprimering av stjernen. Hvis stjernen gjennomgår gravitasjonskollaps, kan den forvandles til en svart trakt.
2. Supermassive svarte trakter. Forskere hevder at kjernen i enhver galakse er en supermassiv trakt, hvis dannelse er begynnelsen på fremveksten av en ny galakse.
3. Primordiale sorte hull. Disse kan omfatte hull med varierende masse, inkludert mikrohull dannet på grunn av uoverensstemmelser i materietettheten og tyngdekraften. Slike hull er trakter dannet i begynnelsen av universet. Dette inkluderer også gjenstander som et hårete svart hull. Disse hullene utmerker seg ved tilstedeværelsen av stråler som ligner på hår. Det antas at disse fotonene og gravitonene beholder noe av informasjonen som faller inn i det sorte hullet.
4. Kvante sorte hull. De vises som et resultat av kjernefysiske reaksjoner og lever i kort tid. Kvantetrakter er av størst interesse, siden deres studie kan bidra til å svare på spørsmål om problemet med svarte kosmiske objekter.
5. Noen forskere identifiserer denne typen romobjekter som et hårete svart hull. Disse hullene utmerker seg ved tilstedeværelsen av stråler som ligner på hår. Det antas at disse fotonene og gravitonene beholder noe av informasjonen som faller inn i det sorte hullet.

Nærmeste sorte hull til jorden

Det nærmeste sorte hullet er 3000 lysår unna jorden. Den heter V616 Monocerotis, eller V616 Mon. Vekten når 9-13 solmasser. Dette hullets binære partner er en stjerne som er halvparten av solens masse. En annen trakt relativt nær jorden er Cygnus X-1. Den ligger 6 tusen lysår fra jorden og veier 15 ganger mer enn solen. Dette kosmiske sorte hullet har også sin egen binære partner, hvis bevegelse hjelper til med å spore innflytelsen til Cygnus X-1.

Svarte hull - interessante fakta

Forskere forteller følgende interessante fakta om svarte gjenstander:

1. Hvis vi tar i betraktning at disse objektene er sentrum av galakser, må vi oppdage den største galaksen for å finne den største trakten. Derfor er det største sorte hullet i universet trakten som ligger i galaksen IC 1101 i sentrum av Abell 2029-klyngen.
2. Svarte gjenstander ser faktisk ut som flerfargede gjenstander. Årsaken til dette ligger i deres radiomagnetiske stråling.
3. Det er ingen permanente fysiske eller matematiske lover i midten av et svart hull. Alt avhenger av massen til hullet og gravitasjonsfeltet.
4. De svarte traktene fordamper gradvis.
5. Vekten av svarte trakter kan nå utrolige størrelser. Det største sorte hullet har en masse som tilsvarer 30 millioner solmasser.

• det var mange slike områder i vår galakse tidligere;
• de største stjernedannende områdene er konsentrert langs spiralarmene og mot det galaktiske sentrum;
• der vi ser pulsarer (rester av nøytronstjerner) og gammastrålekilder i dag, vil det være sorte hull,

vi kan lage et kart og vise på det hvor de sorte hullene vil være.

SatellittNASA Fermi har satt sammen et høyoppløselig kart over universets høye energier. Svarte hull i en kartlagt galakse vil sannsynligvis følge utslipp med liten variasjon og løses av millioner av individuelle kilder

Dette er Fermis kart over gammastrålekilder på himmelen. Det ligner på stjernekartet til galaksen vår, bortsett fra at det i stor grad fremhever den galaktiske skiven. Eldre kilder er gammastråleutarmet, så dette er relativt nye punktkilder.

Sammenlignet med dette kartet vil sorthullskartet være:

• mer konsentrert i det galaktiske sentrum;
• litt mer uskarpt i bredden;
• inkluderer galaktisk bule;
• består av 100 millioner objekter, gi eller ta en feil.

Ved å lage en hybrid av Fermi-kartet (over) og COBE-galaksekartet (nedenfor) kan vi få et kvantitativt bilde av plasseringen av sorte hull i galaksen.

Galaxy synlig i infrarødt fraCOBE. Selv om dette kartet viser stjerner, vil sorte hull følge en lignende fordeling, om enn mer komprimert i det galaktiske planet og mer sentralisert mot bulen

Sorte hull er ekte, de er vanlige, og de aller fleste av dem er ekstremt vanskelige å oppdage i dag. Universet har eksistert veldig lenge, og selv om vi ser et stort antall stjerner, har de fleste av de mest massive stjernene – 95 % eller mer – for lengst døde. Hva har de blitt til? Omtrent en fjerdedel av dem har blitt sorte hull, med millioner som fortsatt lurer.

Et svart hull som er milliarder av ganger mer massivt enn solen, mater en røntgenstråle i midtenM87, men det må være milliarder av andre sorte hull i denne galaksen. Deres tetthet vil være konsentrert i det galaktiske sentrum

Elliptiske galakser virvler svarte hull til en elliptisk sverm som samler seg rundt det galaktiske sentrum, omtrent som stjernene vi ser. Mange sorte hull migrerer over tid inn i gravitasjonsbrønnen i sentrum av galaksen - som er grunnen til at supermassive sorte hull blir supermassive. Men vi ser ennå ikke hele bildet. Og vi vil ikke se det før vi lærer hvordan vi effektivt visualiserer sorte hull.

I fravær av direkte visualisering er dette alt vitenskapen gir oss og forteller oss noe bemerkelsesverdig: for hver tusen stjerner vi ser i dag, er det omtrent ett sort hull. Ikke dårlig statistikk for helt usynlige objekter, du er enig.

Det er ikke noe kosmisk fenomen som er mer fascinerende i sin skjønnhet enn sorte hull. Som du vet har objektet fått navnet sitt på grunn av at det er i stand til å absorbere lys, men ikke kan reflektere det. På grunn av deres enorme tyngdekraft suger svarte hull inn alt som er i nærheten av dem - planeter, stjerner, romrester. Dette er imidlertid ikke alt det er å vite om sorte hull, siden det er mange fantastiske fakta om dem.

Svarte hull har ingen point of no return

I lang tid ble det antatt at alt som faller inn i området til et sort hull forblir i det, men resultatet av nyere forskning er at etter en stund "spytter" det sorte hullet ut alt innholdet i rommet, men i et annet form, forskjellig fra den opprinnelige. Hendelseshorisonten, som ble ansett som et punkt uten retur for romobjekter, viste seg å være bare deres midlertidige tilfluktssted, men denne prosessen skjer veldig sakte.

Jorden er truet av et svart hull

Solsystemet er bare en del av en uendelig galakse, som inneholder et stort antall sorte hull. Det viser seg at jorden er truet av to av dem, men heldigvis ligger de på stor avstand - ca. 1600 lysår. De ble oppdaget i en galakse som ble dannet som et resultat av sammenslåingen av to galakser.


Forskere så sorte hull bare fordi de var i nærheten av solsystemet ved hjelp av et røntgenteleskop, som er i stand til å fange røntgenstråler som sendes ut av disse romobjektene. Svarte hull, siden de ligger ved siden av hverandre og praktisk talt smelter sammen til ett, ble kalt med ett navn - Chandra til ære for måneguden fra hinduistisk mytologi. Forskere er sikre på at Chandra snart vil bli en på grunn av den enorme tyngdekraften.

Svarte hull kan forsvinne over tid

Før eller siden kommer alt innholdet ut av det sorte hullet og kun stråling gjenstår. Ettersom sorte hull mister masse, blir de mindre over tid og forsvinner deretter helt. Døden til et romobjekt er veldig sakte og derfor er det usannsynlig at noen vitenskapsmann vil kunne se hvordan det sorte hullet avtar og deretter forsvinner. Stephen Hawking hevdet at hullet i rommet er en svært komprimert planet og over tid fordamper det, og starter ved kantene av forvrengningen.

Svarte hull ser kanskje ikke nødvendigvis svarte ut

Forskere hevder at siden et romobjekt absorberer lyspartikler uten å reflektere dem, har et sort hull ingen farge, bare overflaten - hendelseshorisonten - gir det bort. Med sitt gravitasjonsfelt skjuler den alt rom bak seg, inkludert planeter og stjerner. Men på samme tid, på grunn av absorpsjon av planeter og stjerner på overflaten av et sort hull i en spiral på grunn av den enorme bevegelseshastigheten til objekter og friksjon mellom dem, vises en glød som kan være lysere enn stjerner. Dette er en samling av gasser, stjernestøv og annet som suges inn av et sort hull. Noen ganger kan også et sort hull sende ut elektromagnetiske bølger og kan derfor være synlige.

Svarte hull er ikke skapt fra ingensteds; de er basert på en utdødd stjerne.

Stjerner lyser i verdensrommet takket være deres tilførsel av termonukleært brensel. Når den slutter, begynner stjernen å avkjøles, og går gradvis fra en hvit dverg til en svart dverg. Trykket inne i den avkjølte stjernen begynner å avta. Under påvirkning av tyngdekraften begynner den kosmiske kroppen å krympe. Konsekvensen av denne prosessen er at stjernen ser ut til å eksplodere, alle partiklene sprer seg i verdensrommet, men samtidig fortsetter gravitasjonskreftene å virke og tiltrekker seg nærliggende romobjekter, som deretter absorberes av den, og øker kraften til den svarte. hullet og dets størrelse.

Supermassivt svart hull

Et svart hull, titusenvis av ganger større enn størrelsen på Solen, ligger helt i sentrum av Melkeveien. Forskere kalte den Skytten, og den ligger i en avstand fra jorden 26.000 lysår. Denne delen av galaksen er ekstremt aktiv og absorberer raskt alt som er i nærheten. Hun "spytter ofte ut" utdødde stjerner.


Det som er overraskende er det faktum at den gjennomsnittlige tettheten til et sort hull, selv med tanke på dets enorme størrelse, til og med kan være lik tettheten til luft. Når radiusen til et sort hull øker, det vil si antallet objekter som fanges opp av det, blir tettheten til det sorte hullet mindre, og dette forklares av fysikkens enkle lover. Så de største kroppene i verdensrommet kan faktisk være like lette som luft.

Svart hull kan skape nye universer

Uansett hvor rart det kan høres ut, spesielt gitt det faktum at sorte hull faktisk absorberer og dermed ødelegger alt rundt dem, tenker forskere seriøst at disse romobjektene kan markere begynnelsen på fremveksten av et nytt univers. Så, som vi vet, absorberer sorte hull ikke bare materie, men kan også frigjøre det i visse perioder. Enhver partikkel som kommer ut av et sort hull kan eksplodere og dette vil bli et nytt Big Bang, og ifølge hans teori så vårt univers ut på denne måten, derfor er det mulig at solsystemet som eksisterer i dag og som Jorden kretser i, befolket av et stort antall mennesker, ble en gang født fra et massivt svart hull.

Tiden går veldig sakte nær et sort hull

Når en gjenstand kommer nær et sort hull, uansett hvor mye masse den har, begynner bevegelsen å avta og dette skjer fordi i selve det sorte hullet går tiden langsommere og alt skjer veldig sakte. Dette skyldes den enorme gravitasjonskraften som det sorte hullet har. Dessuten skjer det som skjer i selve det sorte hullet ganske raskt, så hvis en observatør så på det sorte hullet fra utsiden, ville det virke som om alle prosessene som skjedde i det gikk sakte, men hvis han falt i trakten. , ville gravitasjonskreftene øyeblikkelig rive den fra hverandre.

Hver person som blir kjent med astronomi, opplever før eller siden en sterk nysgjerrighet på de mest mystiske objektene i universet - sorte hull. Disse er ekte mørkets herrer, i stand til å "svelge" ethvert atom som passerer i nærheten og ikke la engang lys slippe ut - deres tiltrekning er så kraftig. Disse objektene utgjør en reell utfordring for fysikere og astronomer. Førstnevnte kan ennå ikke forstå hva som skjer med materien som har falt inne i det sorte hullet, og sistnevnte, selv om de forklarer de mest energikrevende fenomenene i verdensrommet med eksistensen av sorte hull, har aldri hatt muligheten til å observere noen av dem direkte. Vi vil fortelle deg om disse interessante himmelobjektene, finne ut hva som allerede er oppdaget og hva som gjenstår å lære for å løfte sløret av hemmelighold.

Hva er et sort hull?

Navnet "svart hull" (på engelsk - svart hull) ble foreslått i 1967 av den amerikanske teoretiske fysikeren John Archibald Wheeler (se bildet til venstre). Det tjente til å betegne et himmellegeme, hvis tiltrekning er så sterk at selv lys ikke slipper seg selv. Det er derfor den er "svart" fordi den ikke sender ut lys.

Indirekte observasjoner

Dette er grunnen til et slikt mysterium: siden sorte hull ikke lyser, kan vi ikke se dem direkte og blir tvunget til å lete etter og studere dem ved å bruke bare indirekte bevis for at deres eksistens etterlater seg i det omkringliggende rommet. Med andre ord, hvis et svart hull oppsluker en stjerne, kan vi ikke se det sorte hullet, men vi kan observere de ødeleggende effektene av dets kraftige gravitasjonsfelt.

Laplaces intuisjon

Selv om uttrykket "svart hull" for å betegne det hypotetiske siste stadiet av utviklingen av en stjerne som har kollapset i seg selv under påvirkning av tyngdekraften er relativt nylig, oppsto ideen om muligheten for eksistensen av slike kropper mer enn to århundrer siden. Engelskmannen John Michell og franskmannen Pierre-Simon de Laplace antok uavhengig av hverandre eksistensen av «usynlige stjerner»; samtidig var de basert på de vanlige dynamikklovene og Newtons lov om universell gravitasjon. I dag har sorte hull fått sin korrekte beskrivelse basert på Einsteins generelle relativitetsteori.

I sitt arbeid "Exposition of the System of the World" (1796) skrev Laplace: "En lys stjerne med samme tetthet som jorden, med en diameter 250 ganger større enn diameteren til solen, ville takket være gravitasjonskraften sin attraksjon, hindre lysstråler i å nå oss. Derfor er det mulig at de største og lyseste himmellegemene er usynlige av denne grunn.»

Uovervinnelig tyngdekraft

Laplaces idé var basert på begrepet rømningshastighet (andre kosmisk hastighet). Et sort hull er en så tett gjenstand at gravitasjonen kan holde tilbake selv lys, som utvikler den høyeste hastigheten i naturen (nesten 300 000 km/s). I praksis krever det å rømme fra et sort hull hastigheter større enn lysets hastighet, men dette er umulig!

Dette betyr at en stjerne av denne typen vil være usynlig, siden selv lys ikke vil være i stand til å overvinne sin kraftige tyngdekraft. Einstein forklarte dette faktum gjennom fenomenet lysbøyning under påvirkning av et gravitasjonsfelt. I virkeligheten, nær et svart hull, er romtiden så buet at banene til lysstråler også lukker seg. For å gjøre solen om til et svart hull, må vi konsentrere hele massen i en ball med en radius på 3 km, og Jorden må bli til en ball med en radius på 9 mm!

Typer sorte hull

For omtrent ti år siden antydet observasjoner eksistensen av to typer sorte hull: stjerne, hvis masse er sammenlignbar med massen til solen eller litt over den, og supermassive, hvis masse varierer fra flere hundre tusen til mange millioner solmasser . Relativt nylig har imidlertid røntgenbilder og høyoppløselige spektre hentet fra kunstige satellitter som Chandra og XMM-Newton fremført en tredje type sort hull - med en gjennomsnittlig masse som overstiger solens masse tusenvis av ganger .

Stellar sorte hull

Stellar sorte hull ble kjent tidligere enn andre. De dannes når en stjerne med stor masse, på slutten av sin evolusjonsbane, bruker opp reservene av kjernebrensel og kollapser inn i seg selv på grunn av sin egen tyngdekraft. En eksplosjon som ryster en stjerne (et fenomen kjent som en "supernovaeksplosjon") har katastrofale konsekvenser: hvis stjernens kjerne er mer enn 10 ganger solens masse, kan ingen kjernekraft motstå gravitasjonskollapsen som vil resultere i skapelsen av et sort hull.

Supermassive sorte hull

Supermassive sorte hull, først registrert i kjernene til noen aktive galakser, har en annen opprinnelse. Det er flere hypoteser angående deres fødsel: et stjernesort hull, som i løpet av millioner av år sluker alle stjernene rundt seg; en klynge av sorte hull som smelter sammen; en kolossal gasssky som kollapser direkte inn i et svart hull. Disse sorte hullene er blant de mest energiske objektene i verdensrommet. De er lokalisert i sentrum av mange, om ikke alle, galakser. Galaksen vår har også et slikt sort hull. Noen ganger, på grunn av tilstedeværelsen av et slikt sort hull, blir kjernene til disse galaksene veldig lyse. Galakser med sorte hull i sentrum, omgitt av store mengder fallende stoff og derfor i stand til å produsere kolossale mengder energi, kalles «aktive» og kjernene deres kalles «aktive galaktiske kjerner» (AGN). For eksempel er kvasarer (de fjerneste kosmiske objektene fra oss som er tilgjengelige for vår observasjon) aktive galakser der vi bare ser en veldig lys kjerne.

Medium og mini

Et annet mysterium forblir de mellomstore sorte hullene, som ifølge nyere forskning kan være i sentrum av noen kulehoper, som M13 og NCC 6388. Mange astronomer er skeptiske til disse objektene, men noe ny forskning tyder på tilstedeværelsen av svarte hull mellomstore selv nær sentrum av galaksen vår. Den engelske fysikeren Stephen Hawking la også frem en teoretisk antagelse om eksistensen av en fjerde type sort hull - et "minihull" med en masse på bare en milliard tonn (som er omtrent lik massen til et stort fjell). Vi snakker om primære objekter, det vil si de som dukket opp i de første øyeblikkene av universets liv, da trykket fortsatt var veldig høyt. Imidlertid er ikke et eneste spor av deres eksistens ennå blitt oppdaget.

Hvordan finne et svart hull

For bare noen år siden kom et lys over sorte hull. Takket være stadig forbedrede instrumenter og teknologier (både bakkebaserte og rombaserte), blir disse objektene mindre og mindre mystiske; mer presist, rommet rundt dem blir mindre mystisk. Faktisk, siden selve det sorte hullet er usynlig, kan vi bare gjenkjenne det hvis det er omgitt av nok materie (stjerner og varm gass) som kretser rundt det på kort avstand.

Ser på binære systemer

Noen stjernesort hull har blitt oppdaget ved å observere banebevegelsen til en stjerne rundt en usett følgesvenn i et binært system. Nære binære systemer (det vil si bestående av to stjerner svært nær hverandre), der en av følgesvennen er usynlig, er et favorittobservasjonsobjekt for astrofysikere som søker etter sorte hull.

En indikasjon på tilstedeværelsen av et sort hull (eller nøytronstjerne) er den sterke emisjonen av røntgenstråler forårsaket av en kompleks mekanisme som skjematisk kan beskrives som følger. Takket være dens kraftige tyngdekraft kan et sort hull rive materie ut av følgestjernen; denne gassen sprer seg ut i en flat skive og spiraler ned i det sorte hullet. Friksjon som følge av kollisjoner mellom partikler av fallende gass varmer opp de indre lagene av skiven til flere millioner grader, noe som forårsaker kraftig røntgenstråling.

Røntgenobservasjoner

Røntgenobservasjoner av objekter i vår galakse og nabogalakser, utført i flere tiår, har gjort det mulig å oppdage kompakte binære kilder, hvorav omtrent et dusin er systemer som inneholder sorte hull-kandidater. Hovedproblemet er å bestemme massen til et usynlig himmellegeme. Massen (selv om den ikke er veldig presis) kan bli funnet ved å studere bevegelsen til ledsageren eller, mye vanskeligere, ved å måle intensiteten til røntgenstrålingen til det fallende materialet. Denne intensiteten er relatert ved en ligning til massen av kroppen som dette stoffet faller på.

Nobelprisvinner

Noe lignende kan sies om supermassive sorte hull observert i kjernene til mange galakser, massene av disse er estimert ved å måle omløpshastighetene til gassen som faller inn i det sorte hullet. I dette tilfellet, forårsaket av det kraftige gravitasjonsfeltet til et veldig stort objekt, oppdages en rask økning i hastigheten til gassskyer som kretser rundt i sentrum av galakser av observasjoner i radioområdet, så vel som i optiske stråler. Observasjoner i røntgenområdet kan bekrefte den økte frigjøringen av energi forårsaket av materie som faller ned i det sorte hullet. Forskning på røntgenstråler ble startet tidlig på 1960-tallet av italieneren Riccardo Giacconi, som jobbet i USA. Hans Nobelpris i 2002 anerkjente hans "banebrytende bidrag til astrofysikk som førte til oppdagelsen av røntgenkilder i verdensrommet."

Cygnus X-1: førstekandidat

Galaksen vår er ikke immun mot tilstedeværelsen av kandidatobjekter med sorte hull. Heldigvis er ingen av disse objektene nær nok til oss til å utgjøre en trussel mot jordens eller solsystemets eksistens. Til tross for det store antallet kompakte røntgenkilder som er identifisert (og disse er de mest sannsynlige kandidatene for sorte hull), har vi ingen tillit til at de faktisk inneholder sorte hull. Den eneste av disse kildene som ikke har en alternativ versjon er det nære binære systemet Cygnus X-1, det vil si den lyseste kilden til røntgenstråling i stjernebildet Cygnus.

Massive stjerner

Dette systemet, hvis omløpsperiode er 5,6 dager, består av en veldig lys blå stjerne av stor størrelse (diameteren er 20 ganger solens, og massen er omtrent 30 ganger større), lett synlig selv i teleskopet ditt, og en usynlig andre stjerne, hvis masse er estimert til flere solmasser (opptil 10). Ligger 6500 lysår unna, ville den andre stjernen vært perfekt synlig hvis den var en vanlig stjerne. Dets usynlighet, den kraftige røntgenstrålingen produsert av systemet og til slutt masseestimatet får de fleste astronomer til å tro at dette er den første bekreftede oppdagelsen av et stjernesort hull.

Tviler

Det er imidlertid også skeptikere. Blant dem er en av de største forskerne innen sorte hull, fysikeren Stephen Hawking. Han satset til og med med sin amerikanske kollega Keel Thorne, en ivrig tilhenger av å klassifisere Cygnus X-1-objektet som et svart hull.

Debatten om identiteten til Cygnus X-1-objektet er ikke Hawkings eneste innsats. Etter å ha viet flere ni år til teoretiske studier av sorte hull, ble han overbevist om feilen i hans tidligere ideer om disse mystiske objektene. Spesielt antok Hawking at materie, etter å ha falt i et svart hull, forsvinner for alltid, og med det hele informasjonsbagasjen forsvinner. Han var så sikker på dette at han satset på dette temaet i 1997 sammen med sin amerikanske kollega John Preskill.

Innrømmer en feil

21. juli 2004, i sin tale på kongressen om relativitetsteorien i Dublin, innrømmet Hawking at Preskill hadde rett. Sorte hull fører ikke til fullstendig forsvinning av materie. Dessuten har de en viss type "minne". De kan godt inneholde spor av det de har konsumert. Ved å "fordampe" (det vil si sakte sende ut stråling på grunn av kvanteeffekten), kan de returnere denne informasjonen til universet vårt.

Svarte hull i galaksen

Astronomer har fortsatt mange tvil om tilstedeværelsen av stjerners sorte hull (som det som tilhører det binære systemet Cygnus X-1) i vår galakse; men det er mye mindre tvil om supermassive sorte hull.

I midten

Galaksen vår har minst ett supermassivt sort hull. Kilden, kjent som Sagittarius A*, er nøyaktig lokalisert i midten av Melkeveiens plan. Navnet forklares av det faktum at det er den kraftigste radiokilden i stjernebildet Skytten. Det er i denne retningen at både de geometriske og fysiske sentrene til vårt galaktiske system er lokalisert. Ligger omtrent 26 000 lysår unna, har det supermassive sorte hullet assosiert med radiobølgekilden Sagittarius A* en masse anslått til omtrent 4 millioner solmasser, inneholdt i et rom hvis volumet er sammenlignbart med volumet til solsystemet. Dens relative nærhet til oss (det er det desidert nærmeste supermassive sorte hullet til Jorden) har ført til at objektet har blitt studert spesielt nøye de siste årene av Chandra-romobservatoriet. Det viste seg spesielt at det også er en kraftig kilde til røntgenstråling (men ikke like kraftig som kilder i aktive galaktiske kjerner). Skytten A* kan være en sovende rest av det som var den aktive kjernen i vår galakse for millioner eller milliarder av år siden.

Andre sorte hull?

Noen astronomer tror imidlertid at det er en annen overraskelse i galaksen vår. Vi snakker om et andre sort hull med gjennomsnittlig masse, som holder sammen en klynge av unge stjerner og hindrer dem i å falle ned i et supermassivt sort hull som ligger i sentrum av selve galaksen. Hvordan kan det ha seg at det i en avstand på mindre enn ett lysår fra den kan være en stjernehop som er knapt 10 millioner år gammel, det vil si, etter astronomiske standarder, veldig ung? Ifølge forskerne er svaret at klyngen ikke ble født der (miljøet rundt det sentrale sorte hullet er for fiendtlig for stjernedannelse), men ble "trukket" dit på grunn av eksistensen av et andre sort hull inne i den, som har en gjennomsnittlig masse.

I bane

Individuelle stjerner i klyngen, tiltrukket av det supermassive sorte hullet, begynte å skifte mot det galaktiske sentrum. Men i stedet for å spre seg ut i verdensrommet, forblir de samlet takket være tyngdekraften til et andre sort hull plassert i midten av klyngen. Massen til dette sorte hullet kan estimeres basert på dets evne til å holde en hel stjernehop i bånd. Et mellomstort sort hull tar tilsynelatende omtrent 100 år å gå i bane rundt det sentrale sorte hullet. Dette betyr at langtidsobservasjoner over mange år vil tillate oss å "se" det.

Et sort hull er et resultat av kollapsen av en supermassiv stjerne hvis kjerne går tom for drivstoff for en kjernefysisk reaksjon. Når kjernen komprimeres, øker temperaturen i kjernen, og fotoner med en energi på mer enn 511 keV kolliderer og danner elektron-positron-par, noe som fører til en katastrofal reduksjon i trykk og ytterligere kollaps av stjernen under påvirkning av dens egen tyngdekraft.

Astrofysiker Ethan Siegel publiserte artikkelen "The Largest Black Hole in the Known Universe", der han samlet informasjon om massen av sorte hull i forskjellige galakser. Bare lurer på: hvor er den mest massive av dem?

Siden de tetteste stjerneklyngene er i sentrum av galakser, har nesten hver eneste galakse nå et massivt svart hull i sentrum, dannet etter sammenslåingen av mange andre. For eksempel, i sentrum av Melkeveien er det et svart hull med en masse på omtrent 0,1 % av vår galakse, det vil si 4 millioner ganger Solens masse.

Det er veldig enkelt å fastslå tilstedeværelsen av et sort hull ved å studere banen til stjerner som påvirkes av tyngdekraften til en usynlig kropp.

Men Melkeveien er en relativt liten galakse, som umulig kan ha det største sorte hullet. For eksempel, ikke langt fra oss i Jomfruhopen er det en gigantisk galakse kalt Messier 87 - den er omtrent 200 ganger større enn vår.

Så fra sentrum av denne galaksen bryter en strøm av materie ut på omtrent 5000 lysår (bildet). Det er en sprø anomali, skriver Ethan Siegel, men den ser veldig fin ut.

Forskere tror at bare et svart hull kan forklare et slikt "utbrudd" fra sentrum av galaksen. Beregninger viser at massen til dette sorte hullet er omtrent 1500 ganger større enn massen til det sorte hullet i Melkeveien, det vil si omtrent 6,6 milliarder solmasser.

Men hvor er det største sorte hullet i universet? Hvis vi antar at det i sentrum av nesten hver galakse er et slikt objekt med en masse på 0,1 % av massen til galaksen, så må vi finne den mest massive galaksen. Forskere kan også svare på dette spørsmålet.

Den mest massive galaksen vi kjenner til er IC 1101 i sentrum av Abell 2029-hopen, som er 20 ganger lenger unna Melkeveien enn Jomfru-hopen.

I IC 1101 er avstanden fra sentrum til ytterste kant omtrent 2 millioner lysår. Dens størrelse er dobbelt så stor som avstanden fra Melkeveien til nærmeste Andromedagalakse. Massen er nesten lik massen til hele Jomfruklyngen!

Hvis det er et svart hull i sentrum av IC 1101 (og det burde være), kan det være det mest massive i det kjente universet.

Ethan Siegel sier han kan ta feil. Årsaken er den unike galaksen NGC 1277. Dette er ikke en veldig stor galakse, litt mindre enn vår. Men en analyse av rotasjonen viste et utrolig resultat: det sorte hullet i sentrum er 17 milliarder solmasser, og dette er så mye som 17 % av galaksens totale masse. Dette er en rekord for forholdet mellom massen til et sort hull og massen til en galakse.

Det er en annen kandidat til rollen som det største sorte hullet i det kjente universet. Han er vist på neste bilde.

Den merkelige gjenstanden OJ 287 kalles en blazar. Blazarer er en spesiell klasse av ekstragalaktiske objekter, en type kvasar. De utmerker seg ved svært kraftig utslipp, som i OJ 287 varierer med en syklus på 11-12 år (med dobbel topp).

I følge astrofysikere inneholder OJ 287 et supermassivt sentralt sort hull, som går i bane rundt et annet mindre sort hull. Med 18 milliarder solmasser er det sentrale sorte hullet det største kjent til dags dato.

Dette paret med sorte hull vil være et av de beste eksperimentene for å teste den generelle relativitetsteorien, nemlig deformasjonen av rom-tid beskrevet i Generell relativitet.

På grunn av relativistiske effekter bør det sorte hullets perihelium, det vil si punktet i dets bane nærmest det sentrale sorte hullet, forskyves med 39° per omdreining! Til sammenligning har Mercurys perihelium forskjøvet seg med bare 43 buesekunder per århundre.