ЧТО ТАКОЕ ЧЁРНАЯ ДЫРА?
Чёрные дыры-это чрезвычайно плотные очаги материи, объекты такой невероятной массы и мизерного объёма, что они резко деформируют ткань пространства-времени. Всё, что проходит слишком близко, от блуждающей звезды до фотона света, захватывается.
Большинство чёрных дыр-это конденсированные остатки массивной звезды, разрушенное ядро, которое остается после взрыва сверхновой. Однако генеалогическое древо черной дыры имеет несколько ветвей: от крошечных структур, сравнимых с человеческой клеткой, до огромных гигантов, в миллиарды раз более массивных, чем наше солнце.
Первобытные чёрные дыры
Образованные в результате конденсации сырья в раннем космосе, первичные чёрные дыры появились вскоре после Большого взрыва. Большинство из них были чрезвычайно крошечными, и в то время как те, у которых была самая низкая масса, вероятно, испарились, первичные чёрные дыры с большими массами всё ещё могут существовать-хотя даже они остались незамеченными.
Чёрные дыры звездной массы
Чаще всего чёрные дыры образуются в результате взрыва сверхновой-катастрофической гибели массивной звезды. Большинство чёрных дыр звездной массы примерно в пять-десять раз массивнее нашего Солнца, но Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория NSF (LIGO) обнаружила несколько с массами, в 100 раз превышающими массу нашего Солнца.
Чёрные дыры средней массы
В диапазоне масс между звёздной массой и сверхмассивными чёрными дырами-то есть от сотен до сотен тысяч солнечных масс — находятся чёрные дыры промежуточной массы.
Астрономы обнаружили доказательства существования нескольких кандидатов, но ни один из них не был окончательно обнаружен.
Теоретики полагают, что существует три сценария их образования: они могут быть первичными чёрными дырами, они могли образоваться в среде, плотной со звездами, или они образовались в результате слияния чёрных дыр звездной массы.
Сверхмассивные чёрные дыры
Сверхмассивные чёрные дыры имеют массу от миллионов до миллиардов солнечных масс и, по-видимому, находятся в центре почти всех галактик.
Важной областью современной астрофизики является определение того, как появились сверхмассивные черные дыры: были ли они сформированы с такими большими массами или их масса накапливалась с течением времени?
NSF проект Event Horizon Telescope (EHT) пытается получить изображение чёрной дыры, нацелившись на две сверхмассивные чёрные дыры, одну в центре галактики Messier 87, а другую в нашем Млечном Пути. Чёрная дыра
КАК ИЗУЧАЮТСЯ ЧЁРНЫЕ ДЫРЫ?
Чёрные дыры уже давно вдохновляют воображение, но всё же бросают вызов открытиям. Однако благодаря сочетанию теории и наблюдений ученые теперь многое знают об этих объектах и о том, как они формируются, и даже могут видеть, как они влияют на окружающую среду.
Итак, как можно изучать область пространства, которая определяется тем, что она невидима?
Теоретики могут вычислять свойства чёрных дыр, основываясь на своём понимании Вселенной, и такие открытия были сделаны рядом великих мыслителей, от Альберта Эйнштейна до Стивена Хокинга и Кипа Торна. Однако, несмотря на такую мощь, трудно увидеть что-то, что не испускает фотонов, не говоря уже о том, чтобы ловить любой проходящий мимо свет.
Столетия спустя — чёрная дыра
Теперь, почти столетие спустя после того, как учёные предположили, что чёрные дыры могут существовать, у мира теперь есть инструменты, чтобы увидеть их в действии.
Используя мощные обсерватории на Земле, астрономы могут видеть струи плазмы , которые чёрные дыры извергают в космос, обнаруживать рябь в пространстве-времени от столкновения чёрных дыри вскоре могут даже заглянуть в диск разрушенной массы и энергии, который окружает горизонт событий черной дыры, край, за которым ничто не может вырваться.
Столетие назад Альберт Эйнштейн предсказал гравитационные волны-рябь в структуре пространства-времени, которая возникает в результате самых бурных явлений во Вселенной. Исследователи, финансируемые NSF, используя один из самых точных приборов, когда-либо созданных-Лазерный интерферометр Гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) — обнаружили гравитационные волны, которые исходят от 1,3 миллиарда лет назад.
С помощью телескопа Event Horizon ученые получили изображение чёрной дыры в центре галактики M87, очерчённое излучением от горячего газа, закручивающегося вокруг неё под действием сильной гравитации вблизи её горизонта событий.
Если бы вы могли летать рядом со сверхмассивной чёрной дырой M87*, это то, что вы бы увидели. 55 миллионов световых лет от Земли, в самом сердце галактики Мессье 87, лежит чудовищная чёрная дыра. Вес в 6,5 миллиардов раз больше массы нашего Солнца, он искажает пространство-время, как несколько объектов во Вселенной. Он окутал себя кружащимся диском сверхгорячей энергии и материи и излучает невообразимо мощные струи сверху и снизу.