Пытаясь понять природу сверхмассивных черных дыр, ученые обнаружили десятки настоящих монстров

22 Февраля 2018, Николай Хижняк 22

Изучение нескольких десятков галактик, находящихся в радиусе нескольких миллиардов световых лет от нашей собственной, позволило открыть несколько черных дыр, которые многократно превышают наши ожидания по поводу того, насколько большими они могут вырастать. Последнее исследование не только помогает нам лучше понять эволюцию этих загадочных астрофизических объектов, но и открывает для нас новые интересные вопросы. Например, каким образом черные дыры становятся настолько невероятно массивными?

Черные дыры, представляющие собой результат звездного коллапса, не нуждаются в представлении. Мы слышали о том, что они вызывают возмущения пространства-времени, наблюдали за их «отрыжкой» и даже, возможно, впервые в истории сможем увидеть своими глазами одну из них в этом году. Ученым очень интересны черные дыры, и на это есть вполне понятная причина.


«Что такое галактики? Это «кирпичики», объединяющиеся в общую картину Вселенной. И чтобы понять, как они формируются и эволюционируют, мы сперва должны понять, как работают черные дыры», — говорит физик Джулия Хлавачек-Ларрондо из Монреальского университета (Канада).

Не то чтобы черные дыры сами упрощали эту работу – весьма сложно разобраться в том, что невозможно (как нам кажется) увидеть напрямую. Поэтому астрофизики ищут иные зацепки, которые позволили бы копнуть глубже. Одно из направлений – поиск связи между массами черных дыр и галактик, в которых они находятся. Если бы у нас был простой способ, позволяющий сопоставить размер галактик с находящимися в их центрах черными дырами, то, по мнению ученых, это сэкономило бы нам кучу времени и усилий по исследованию как первых, так и вторых.

Поэтому Хлавачек-Ларрондо, объединив усилия с другими учеными из Канады, Испании и Великобритании, провела исследование 72 галактик, расположенных в радиусе 3,5 миллиарда световых лет от нас, в надежде прийти к какой-то общей формуле, которая могла бы упростить определение массы черных дыр в галактических центрах. О своих наблюдениях ученые поделились в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Для оценки размера самих черных дыр команда исследователей проводила анализ спектра рентгеновского излучения, вырывающегося из вихревых потоков раскаленного газа аккреционных дисков черных дыр, а затем сопоставляли цифры с общим уровнем яркости окружающей галактики.

Согласно довольно популярной гипотезе, чем больше сама галактика, тем больше может быть и сама черная дыра, находящаяся в ее центре, – но на практике все оказалось не так просто, как ожидалось.

«Мы обнаружили, что черные дыры могут быть гораздо больше предполагаемых уставных размеров», — прокомментировал ведущий автор исследования Мар Мезкуа из Института космических наук в Испании.

Вместо ожидаемой корреляции в массе и размере со своими галактиками некоторое число черных дыр продемонстрировало гораздо более быстрый рост и набор массы по сравнению с остальным окружающим их пространством. Оказалось, что около 40 процентов исследованных черных дыр обладают массой, в 10 и более миллиардов раз превосходящей массу Солнца. Здесь правда следует уточнить, что никаких рекордов по массе зафиксировано не было, и первенство по-прежнему принадлежит черной дыре галактики NGC 4889, чья масса эквивалентна 21 миллиарду солнечных масс. Кроме того, есть подозрения, что галактика S5 0014+81, расположенная в 12,1 миллиарда световых лет от нас, содержит настоящего монстра с массой около 40 миллиардов Солнц. Но тем не менее такое большое число сверхмассивных черных дыр заставило ученых задуматься о том, как они такими становятся.

Исследователи имеют два предположения на этот счет: либо эти черные дыры изначально появились очень большими, а затем в буквальном смысле притянули большую часть материи галактики вокруг себя, либо же в наших знаниях о том, как галактики производят черные дыры, имеются серьезные пробелы.

«Они такие большие, потому что сразу такими появились, или же в этом им помогли идеальные условия, позволявшие очень быстро расти в течение нескольких миллиардов лет? В настоящий момент мы не можем ответить на этот вопрос», — говорит Мезкуа.

Однако ответ на этот вопрос может содержаться в другом исследовании, опубликованном в крупнейшей онлайн-библиотеке научных работ arXiv.org и ожидающем проверки. В его ходе ученые изучили более 30 000 галактик, расположенных в радиусе 12,2 миллиарда световых лет, и обнаружили, что соотношение показателя роста черных дыр и темпов роста звезд ускорялось с ростом самих галактик, в которых находились исследуемые объекты. Другими словами, у галактик с большим количеством звезд черные дыры оказывались всегда «прожорливее».

Более обобщающим выводом из этих исследований является то, что связь между звездообразованием и черными дырами действительно имеется, и она очень запутанная. Безусловно, потребуется еще не один десяток исследований для того, чтобы лучше в ней разобраться. Но одна вещь становится понятной уже сейчас – без этих гигантов наша Вселенная выглядела бы совсем по-другому.

Пытаясь понять природу сверхмассивных черных дыр, ученые обнаружили десятки настоящих монстров

22 комментария Оставить свой

  1. macss

    ", мы сперва должны понять, как работают черные дыры», — говорит физик Джулия Хлавачек-Ларрондо из Монреальского университета (Канада)." - Совершенно верно!
    Все о ЧД на Яндекс - " Дотронуться до нашей Галактики"!

  2. Alternative Intellect

    Пустота. Смысла в статье ноль.

  3. Kvazar666

    Для начала пусть разберутся откуда взялася двойка в 2GM/с^2 прежде чем понимать, что-то посложнее.

    • imamontik

      Kvazar666, Ну так помоги им, только и можете что умничать, насмотритесь Ютуб роликов, и давай писать что все астрофизики дураки, один я умный

      • Kvazar666

        imamontik, Так в ютуб роликах и втюивают подобную хрень, вообще у ученых есть две физики, для широких масс и для "себя" так сказать, иногда такие упрощения просто искажают всю суть процесса, самое яркий тому пример- состав протона, все зрители ютуба уверенны, что он состоит из трех кварков, но это все полная хрень для непосуещенных, на деле все обстоит гемного сложнее, но не настолько, что это нельзя было бы обьяснить более корректно.
        С этим гоавитационным радиусом аналогичная ситуация.

        • Shurin

          Kvazar666, Весьма спорный способ определения массы ЧД по яркости аккреционного диска.

  4. WEST117

    Дело в том что черных дыр не существует! А то что наблюдают некоторые эффекты, это поведение так называемой первичной материи или темной материи, назовите это как хотите!

    • Reborn

      WEST117, Точно. А еще земля плоская.

      • MASking

        Reborn, Точно. Вместо черной дыры - сосун эфира и этим все сказано!))))
        на самом деле пространства может и не существовать, а гравитация это временная затяжка, и чем больше проходит времени тем больше затяжка (медленнее время) - возможно что гравитация на земле будет расти вне зависимости от ее массы, и найдут планеты без гравитации. возможно!!!))))

    • Kajzer

      WEST117, что самое забавное, что, так называемые - "чёрные дыры" закрывают неудобные вопросы о небесной механике

  5. kirfoton

    Чёрные дыры... Интересно, что происходит при их слиянии ? Гравитационный всплеск , это я знаю. А что происходит в глубине ? Там ведь сингулярность , точка без размеров , наверное эти две точки сливаются в одну точку или может они там внутри кружат вокруг общего центра масс ? Лично меня смущает отсутствие структуры внутри чёрной дыры .

    • Shurin

      kirfoton, Слияние черных дыр, а также нейтронных звезд событие вселенского масштаба, сопровождающееся выделением громадной энергии, гравитационных волн, встряской всего окружающего пространства. Меня интересует такой вопрос - ученые уже засекают гравитационные волны от этих катаклизмов за многие миллиарды световых лет, правда на пределе чувствительности приборов, а как такие катаклизмы проявляются вблизи события? Может кто-то прояснит ситуацию?

      • Kvazar666

        Shurin, Сам факт наблюдения слияния ЧДыр это уже парадокс, так как для внешнего наблюдателя падения на ЧДыру любого обьекта в том числе другой ЧД никогда не произойдет по причине бесконечного замедления времени на горизонте событий, так что те гравитационные волны, которые наблюдают на детекторах LIGO это не результат слияния, а результат сближения.

        • Shurin

          Kvazar666, Тогда еще один вопрос. Может ли сверхмассивная черная дыра поглотить большую часть окружающей материи и лишиться аккреционного диска, или уменьшить его в значительной степени? Тогда как определить ее истинную массу?

        • MASking

          Kvazar666, Уууу... представляю бусы из черных дыр))) не смогут слиться только с бесконечной массой, а с определенной запросто! да и горизонт событий предотвращает взрыв, всплеск гравитации и всего того что вы описали - ничего и даже свет не подтвердит их слияния - тихо и без шума, чпок! Думаю ученые выяснят максимальное сжатие кварков и смогут точно сказать какого веса и плотности этот черный объект именуемый дырой

          • S.piterSun

            MASking, Они являются материалом для содания систем и галактик

    • Pavel.Vorobev

      kirfoton, Все точки на горизонте событий равнозначны и имеют одну координату в пространстве, являясь точкой хотя фактически точкой не являются из вне, это - сфера (или тело вращения );
      - во всех точках горизонта событий нет понятия времени;
      - во всех точках горизонта событий нет понятия векторных величин
      - только потенциальная энергия.
      Вывод:
      внутри горизонта событий нет ни массы ни пространства ни времени, всё это экспоненциально сосредоточено на планковских расстояниях от горизонта событий.
      Типа "капусты".

  6. dejli

    Если черная дыра было 40 миллиардов масс, 12 миллиардов лет назад, то какая она сейчас?

  7. bazichev

    Жаль, что не застану разгадки.

  8. dlfmg55555

    застанешь РАЗГАДКИ...как только истина пробьётся через толпу этих врунов. МД АФС будешь спать или просто варнягать то и не дождёшься не мужское это дело даже Хокинг дрался за миллиарды..продав всё..обменяв

    • S.piterSun

      dlfmg55555, Разгадки на пороге понимания, но сначала человечеству необходимо разгадать и открыть себя, объединение это букварь...

    • Static

      dlfmg55555, Достала уже логика гения МД АФС

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.