Москва, 17.07.2020, 20:13:54, редакция FTimes.ru, автор Дмитрий Новах.
Чёрной дырой принято считать место в космосе с такой сильной гравитацией, что даже объекты, движущиеся со скоростью света, не могут оказывать ей сопротивление. Это относится и к самим частицам света. Гравитационное притяжение такой силы возникает из-за сжатия материи в крошечное пространство.
Засасывающая тяга, которую создают черные дыры, безвозвратно поглощает все, что попадает под ее действие. Такое представление и знание о том, что на самом деле во вселенной существует множество разных черных дыр, обязательно вызовут вопрос: а может ли и Земля в какой-то момент тоже пострадать от такой напасти.
Что принято называть черной дырой
Ученые считают, что черная дыра — это область, находящаяся в пространстве и во времени, имеющая огромное гравитационное притяжение. Оно сильно до такой степени, что даже свет не может ее покинуть.
У черной дыры есть определенная граница, называемая горизонтом событий. Попав в него, ни один объект или излучение не могут вырваться за пределы этой области. Расстояние между этой границей и бесконечно плотным ядром принято называть радиусом Шварцшильда.
Ученые выдвинули теорию о том, что любая масса, спрессованная в сферу, радиус которой меньше или равен радиусу Шварцшильда, является черной дырой.
Черные дыры возникают как фениксы, они возрождаются из пепла погибших звезд. Достоверно известно, что в звездах происходят реакции термоядерного синтеза, сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. Когда «жизнь» звезды подходит к концу, запасы водорода истощаются, превращаясь в гелий, который, в свою очередь, превращается в более тяжелые элементы. Этот процесс происходит вплоть до образования железа, чье слияние уже не дает достаточно энергии для поддержания внешних слоев звезды. Они начинают рушиться внутрь и взрываются. Этот взрыв принято называть вспышкой сверхновой. В теории, подобный взрыв может сжать массу вещества достаточно, чтобы ее радиус стал меньше или равен радиусу Шварцшильда, и она превратилась в черную дыру.
Астрономы наблюдают, как черная дыра засасывает звезду
Астрономы наблюдают финальные моменты жизни звезды, пожираемой черной дырой. Исследователи предполагают, что звезда оказалась в гравитационном поле черной дыры и теперь быстро теряет свою массу, сообщает Русская служба Би-Би-Си.
Эти заключительные моменты в жизни звезды сопровождались мощным всплеском гамма-излучения, который до сих пор наблюдается земными обсерваториями спустя два с половиной месяца после появления.
Вспышка была зафиксирована впервые космическим телескопом SWIFT, который предназначен для поиска мощных источников гамма-лучей среди миллиардов звезд. Свет от этой звезды шел до Земли 3,8 млрд. лет.
Такими вспышками обычно сопровождаются взрывы сверхновых звезд в конце срока их эволюции.
Однако этот небесный объект, впервые замеченный 28 марта этого года и получивший обозначение SW1644+57, не обладает признаками гравитационного коллапса сверхновой звезды.
За четыре часа эта вспышка четыре раза меняла свою интенсивность. Такое необычное поведение привлекло внимание исследователей.
Астрофизик доктор Эндрю ЛЕВАН из Университета Уорика в Британии и его коллеги предположили, что они наблюдают совершенно новый тип космической драмы — гибель звезды, проходящей мимо черной дыры.
Большинство наблюдаемых галактик имеют в своем центре массивные черные дыры. В тех случаях, когда они окружены газовым облаком, эта материя, падая в черные дыры под воздействием их гравитации, излучает в световом и иных диапазонах. Однако в центрах большинства галактик газ отсутствует и поэтому они невидимы для земного наблюдателя.
Присутствующие в них черные дыры становятся видимыми только в случае прохождения рядом с ними звезд или иных объектов. В этих случаях звезда теряет свою сферическую форму, удлиняется, а затем превращается в дискообразное облако вокруг черной дыры.
Звездный материал, который при этом с огромной скоростью устремляется к черной дыре, начинает испускать мощное гамма-излучение, которое обычно наблюдается на Земле в течение месяца или дольше.
Такие эпизоды, которые у астрономов получили название миниквазаров, исключительно редки: они происходят не чаще, чем каждые 100 миллионов лет в одной галактике.
Для наблюдения за объектом SW1644+57 ученые использовали самые мощные земные и космические телескопы — «Хаббл», SWFT, гамма-обсерваторию «Чандра», а также телескопы в обсерватории Кека на Гавайских островах.
Статья о результатах этих наблюдений опубликована в последнем номере журнала Science.
Читайте последние новости Украины и мира на канале УНИАН в Telegram
Что такое горизонт событий черной дыры
Горизонт событий принято считать «точкой невозврата» вокруг черной дыры. Он не является физической поверхностью, а только отмечает границу сферической области, скорость покидания которой равна скорости света. Радиус этой области и принято называть тем самым радиусом Шварцшильда.
Как только вещество оказывается внутри области, ограниченной горизонтом событий, оно начинает «падать» к центру черной дыры. Сильнейшая гравитация сжимает вещество в точку, которая ничтожно мала и обладает бесконечной плотностью. Существует предположение, что известные людям законы физики могут не работать в этой точке.
Вы не можете увидеть черную дыру напрямую
Поскольку черная дыра воистину черная — свет не может покинуть ее пределы — ее невозможно увидеть напрямую, используя наши инструменты, вне зависимости от того, какой тип электромагнитного излучения вы видите (видимого света, рентгеновских лучей, чего угодно). Но мы можем наблюдать эффекты, которые черная дыра оказывает на ближайшее окружение. Допустим, звезда оказалась слишком близко к черной дыре. Черная дыра, естественно, притягивает звезду и разрывает ее на части. Когда материя звезды начинает всасываться черной дырой, она ускоряется, становится горячее и ярко светится в рентгеновском спектре.
Астрономы обнаружили радиосигналы от черной дыры, поглощающей звезду
- Всего0
- 0
- 0
- 0
- 0
Основываясь на теоретических моделях эволюции черных дыр и наблюдениях далеких галактик, астрономы имеют общее понимание того, что происходит во время так называемого события приливного разрушения: когда звезда проходит близко к черной дыре, гравитация черной дыры генерирует приливные силы на звезде, подобно тому, как Луна возбуждает приливы на Земле.
Гравитационные силы черной дыры настолько огромны, что они могут разрушить звезду, растягивая и сплющивая ее, и в конечном итоге разрывают звезду на части. В результате остатки звезды попадают в аккреционный диск – вихрь космического материала, который в конце концов попадает в черную дыру.
Весь этот процесс генерирует колоссальные всплески энергии по электромагнитному спектру.
Астрономы наблюдали эти всплески в оптических, ультрафиолетовых и рентгеновских полосах, а также иногда в радиоволнах.
Источник рентгеновских излучений считается ультрахолодным материалом в самых внутренних областях аккреционного диска, которые вот-вот упадут в черную дыру. Оптические и ультрафиолетовые излучения, вероятно, возникают из материала, оставшегося на диске, который в конечном итоге будет втянут в черную дыру.
Тем не менее, вопрос о том, что вызывает радиоизлучение, до сих пор обсуждается.
«Мы знаем, что радиоволны исходят от высоко энергетеческих электронов, движущихся в магнитном поле, – это хорошо налаженный процесс, – сказал исследователь Массачусетского технологического института д-р Дерай Пашам.
«Были дебаты, откуда берутся эти электроны высокой энергии?»
11 ноября 2014 года автоматизированная съемка сверхновых (ASASSN) обнаружила вспышку от приливного распада в центре PGC 43234, галактике, которая находиться на расстоянии примерно 290 миллионов световых лет. Вскоре после открытия несколько электромагнитных телескопов сосредоточились на событии, получившем название ASASSN-14li.
Д-р Пашем и его коллега, д-р Сиерт Ван Вельцен из Университета Джона Хопкинса и Нью-Йоркского университета, просмотрели данные, записанные в ASASSN-14li.
Они изучили скомпилированные радиоданные и обнаружили явное сходство с шаблонами, которые они ранее наблюдали в рентгеновских данных о событии.
Когда они расположили радиоданные поверх рентгеновских данных и переместили их вокруг, чтобы сравнить их сходства, они обнаружили, что наборы данных были наиболее похожи, с 90% сходства, когда были сдвинуты на 13 дней. То есть те же флуктуации в рентгеновском спектре появились через 13 дней в радиодиапазоне.
Смотрите также
Астрофизика
Впервые астрономы наблюдали, как исчезает корона черной дыры
17.07.2020
Квантовая физика
Как идут глобальные часы Вселенной?
14.07.2020
” Единственный способ, которым может произойти соединение, – это если есть физический процесс, который каким-то образом связывает поток аккреции, производящий рентгеновские лучи, с радиопроизводящим регионом”,-сказал д-р Пашам.
Исходя из этих же данных, группа подсчитала, что размер рентгеновской излучающей области примерно в 25 раз превышает размер Солнца, в то время как радиоизлучающая область примерно в 400 000 раз превышает радиус солнца.
“Это не совпадение, то что это происходит. Очевидно, что существует причинная связь между этим небольшим регионом, производящим рентгеновские лучи, и большим регионом, производящим радиоволны”, – отметил д-р Пашам.
Авторы предполагают, что радиоволны создавались струей частиц высоких энергий, которая начала вытекать из черной дыры ASASSN-14li вскоре после того, как черная дыра начала поглощать материал из взорвавшейся звезды.
Поскольку область струи, в которой эти радиоволны впервые были сформированы, была невероятно плотной (плотно заполненной электронами), большинство радиоволн были немедленно поглощены другими электронами.
Только когда электроны двигались вниз по течению от струи, радиоволны могли ускользнуть от них – производя сигнал, который команда в конечном итоге обнаружила.
«Таким образом, сила струи должна контролироваться скоростью аккреции или скоростью, с которой черная дыра поглощает рентгеновские излучающие звездные остатки», – говорят ученые.
В конечном счете, результаты могут помочь астрономам лучше охарактеризовать физику поведения струи – существенный ингредиент в моделировании эволюции галактик.
«Считается, что галактики растут, производя новые звезды, процесс, который требует очень низких температур», – сказал доктор Пашам.
“Когда черная дыра испускает струю частиц, она, по сути, нагревает окружающую галактику, временно останавливая звездное производство. Наше новое представление о возникновении струй и аккреции черных дыр может помочь упростить модели эволюции галактики».
“Если скорость, с которой черная дыра поглощает вещество, пропорциональна скорости, с которой она откачивает энергию, и если это действительно работает для каждой черной дыры, это простой рецепт, который вы можете использовать в моделировании эволюции галактики».
Больше информации: Dheeraj R. Pasham & Sjoert van Velzen. 2020. Discovery of a Time Lag between the Soft X-Ray and Radio Emission of the Tidal Disruption Flare ASASSN-14li: Evidence for Linear Disk–Jet Coupling. ApJ 856, 1; doi: 10.3847/1538-4357/aab361
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
0 0 голос
Рейтинг
Подписывайтесь на наш новый канал в и наши каналы в соц.сетях
Черная дыра засасывает проходящую мимо звезду
АСТАНА. 17 июня. КАЗИНФОРМ — Звезда, поглощаемая черной дырой, уже потеряла 10% своей массы. Астрономы наблюдают финальные моменты жизни звезды, пожираемой черной дырой. Исследователи предполагают, что звезда оказалась в гравитационном поле черной дыры и теперь быстро теряет свою массу, сообщает Би-Би-Си.
Эти заключительные моменты в жизни звезды сопровождались мощным всплеском гамма-излучения, который до сих пор наблюдается земными обсерваториями, спустя два с половиной месяца после появления.
Вспышка была зафиксирована впервые космическим телескопом SWIFT, который предназначен для поиска мощных источников гамма-лучей среди миллиардов звезд. Свет от этой звезды шел до Земли 3,8 млрд. лет.
Такими вспышками обычно сопровождаются взрывы сверхновых звезд в конце срока их эволюции. Однако этот небесный объект, впервые замеченный 28 марта этого года и получивший обозначение SW1644+57, не обладает признаками гравитационного коллапса сверхновой звезды.
За четыре часа эта вспышка четыре раза меняла свою интенсивность. Такое необычное поведение привлекло внимание исследователей.
Астрофизик доктор Эндрю Леван из Университета Уорика в Британии и его коллеги предположили, что они наблюдают совершенно новый тип космической драмы — гибель звезды, проходящей мимо черной дыры.
Невидимый центр
Распадающаяся звезда образует вокруг черной дыры диск. Большинство наблюдаемых галактик имеют в своем центре массивные черные дыры. В тех случаях, когда они окружены газовым облаком, эта материя, падая в черные дыры под воздействием их гравитации, излучает в световом и иных диапазонах. Однако в центрах большинства галактик газ отсутствует и поэтому они невидимы для земного наблюдателя.
Присутствующие в них черные дыры становятся видимыми только в случае прохождения рядом с ними звезд или иных объектов. В этих случаях звезда теряет свою сферическую форму, удлиняется, а затем превращается в дискообразное облако вокруг черной дыры.
Звездный материал, который при этом с огромной скоростью устремляется к черной дыре, начинает испускать мощное гамма-излучение, которое обычно наблюдается на Земле в течение месяца или дольше.
Такие эпизоды, которые у астрономов получили название миниквазаров, исключительно редки: они происходят не чаще, чем каждые 100 миллионов лет в одной галактике.
Для наблюдения за объектом SW1644+57 ученые использовали самые мощные земные и космические телескопы — «Хаббл», SWFT, гамма-обсерваторию «Чандра», а также телескопы в обсерватории Кека на Гавайских островах.
Статья о результатах этих наблюдений опубликована в последнем номере журнала Science.
Черные дыры опасны, только если вы окажетесь слишком близко
Как люди в зоопарке, мы можем наблюдать за черными дырами только если находимся за пределами горизонта событий — можно представить его в качестве гравитационного поля планеты. Эта зона является точкой невозврата, если вы подойдете слишком близко, у вас уже не будет шансов спастись. Но за пределами этой области за черной дырой можно безопасно наблюдать. В более широком смысле это означает, что черная дыра вряд ли поглотит всю Вселенную (если, конечно, в нашем понимании физики космоса не произойдет серьезный переворот).
