Som to sole: den længste død af en stjerne i et sort hul blev fanget på billederne. Sort hul er det mest mystiske objekt i universet

Forskere havde mistanke om, at styrken af ​​radio-emitterende emissioner fra et sort hul afhænger af tilvæksthastigheden, men de har ikke tidligere observeret denne forbindelse direkte.

Synes godt om Elsker Haha Wow Trist Vred

Den 11. november 2014 modtog det globale teleskopnetværk signaler fra en eksplosion, der fandt sted 300 millioner lysår fra Jorden, da et sort hul flåede en forbipasserende stjerne fra hinanden. Astronomer har målrettet begivenheden med andre teleskoper, som har afsløret mere om, hvordan sorte huller forbruger stof og regulerer væksten af ​​galakser.

Forskere fra Massachusetts Institute of Technology (USA) og Johns Hopkins University (USA) fangede radiosignaler, der skærer 90 % af de fjerne røntgenudbrud, men som forekommer med en forsinkelse på 13 dage fra dem. De mener, at dataene er beviser på en kæmpe fane af højenergipartikler, der undslipper fra det sorte hul som følge af faldende stjernemateriale.

Absorptionen af ​​en stjerne af et sort hul som set af kunstneren. Kredit: ESO / L. Calçada

Studiets hovedforfatter, Dehei Pasham, mener, at styrken af ​​det jetfly, der udgår fra det sorte hul, på en eller anden måde styres af den hastighed, hvormed den lever af den ødelagte stjerne. Et "fuldt" sort hul producerer en stærk stråle, mens et underernæret sort hul producerer en svag stråle eller slet ingen. Forskere havde mistanke om, at emissionernes kraft afhænger af tilvæksthastigheden, men de har ikke tidligere observeret denne sammenhæng direkte.

Emne for diskussion

Baseret på teoretiske modeller for sorte huls evolution kombineret med observationer af fjerne galakser, har forskerne en generel forståelse af, hvad der sker under en tidevandsdestruktion: når en stjerne passerer tæt på et sort hul, inducerer det sorte huls tyngdekraft tidevandskræfter på stjernen , svarende til hvordan Månen skaber havvande på Jorden. Det sorte huls tyngdekraft er så enorm, at det kan ødelægge en stjerne. Stjerneaffald er fanget i en hvirvel af materiale, der fodrer monsteret.

Hele processen genererer kolossale energiudbrud over hele det elektromagnetiske spektrum. Forskere har observeret dem i optiske, ultraviolette og røntgenbånd såvel som på radiobølger. Kilden til røntgenstråler menes at være ultrakoldt materiale fra de indre områder af accretionsskiven, som er ved at falde ned i et sort hul, mens optisk og ultraviolet stråling sandsynligvis kommer fra de ydre områder af accretionsskiven.

Men hvad der genererer radioemission i perioden med tidevandsødelæggelse er stadig under diskussion. Nogle videnskabsmænd spekulerer i, at chokbølgen i øjeblikket af en stjerneeksplosion forplanter sig udad og exciterer plasmapartikler i miljøet, som igen udsender radiobølger. I dette scenarie ville billedet af radiobølger være radikalt anderledes end billedet af røntgenstråler fra stjernernes affald, og ny forskning udfordrer dette paradigme.

Skift mønster

Dehei Pasham og hans kollega Sjort van Welzen fra Johns Hopkins University så på dataene registreret fra en flare opdaget i 2014 af All-sky Automated Survey for Supernovae (ASASSN) teleskopnetværket. Kort efter denne opdagelse fokuserede flere teleskoper på denne usædvanlige begivenhed. Forskere sporede radioobservationer af tre teleskoper over 180 dage og fandt et klart sammenfald med røntgendata for den samme begivenhed, omend lidt forskudt i tid. Astronomer har fundet ud af, at datasættene er 90 procent ens ved et 13-dages skift. Det vil sige, at udsvingene i røntgenspektret efter 13 dage dukkede op i radioområdet.

"Kun en fysisk proces kan bestemme et sådant forhold, som på en eller anden måde forbinder røntgenstrålerne fra tilvækststrømmen med området for radioproduktion," forklarer Dehei Pasham.

Ud fra de samme data har forskere beregnet, at størrelsen af ​​den røntgen-producerende region er omkring 25 gange størrelsen af ​​Solen, mens den radio-emitterende region er omkring 400.000 gange Solens radius. Holdet spekulerer i, at radiobølgerne udsendes af en stråle af højenergipartikler, der begyndte at strømme ud af det sorte hul kort efter at have absorberet materiale fra den ødelagte stjerne.

Da området af strålen, hvori radiobølgerne blev dannet, er utrolig tæt fyldt med elektroner, blev det meste af strålingen straks absorberet af andre elektroner. Det var først, da elektronerne rykkede frem langs strålen, at radiobølgerne blev frigivet. Dette var signalet, som forskerne til sidst fandt. Jetflyets kraft styres således af den tilvæksthastighed, hvormed det sorte hul absorberer røntgenstråleudsendende stjerneaffald.

Dr. Jane Lisin Dai og professor Enrico Ramirez-Ruiz fra Niels Bohr Institutet præsenterede en vigtig computermodel. Det kan bruges til at studere hændelsen af ​​tidevandsødelæggelse - sjældne, men ekstremt kraftfulde hændelser i galaktiske centre.

Tidevands ødelæggelse

I centrum af enhver stor galakse er et supermassivt sort hul, der er millioner og milliarder af gange Solens masse. Men de fleste af dem er svære at observere, fordi de ikke udsender stråling. Dette sker, når en bestemt form af materiale trækkes ind i det sorte huls ekstremt kraftige gravitationsfelt. Cirka hvert 10.000. år i en galakse nærmer en stjerne sig en farlig afstand til hullet, og sidstnævntes tyngdekraft river objektet fra hinanden. Denne begivenhed kaldes gravitationel tidevand.

I denne proces bliver det sorte hul fyldt med stjerneaffald i en vis tid. Når stjernegas absorberes, frigives en enorm mængde stråling. Dette giver dig mulighed for at studere hullets egenskaber.

Den kombinerede model

Under højvande udsender nogle huller røntgenstråler, mens andre udsender synligt lys og UV. Det er vigtigt at forstå denne variation og sætte hele puslespillet sammen. I den nye model forsøgte de at tage højde for den jordiske observatørs synsvinkel. Forskere studerer universet, men galakser er orienteret tilfældigt.

Den nye model kombinerer elementer fra generel relativitetsteori, magnetfelt, stråling og gas, hvilket gør det muligt at betragte en tidevandsbegivenhed fra forskellige synsvinkler og samle alle handlinger i en enkelt struktur.

Samarbejde og udsigter

Arbejdet blev muliggjort gennem et samarbejde mellem Niels Bohr Institutet og University of California, Santa Cruz. Forskere fra University of Maryland sluttede sig også til. For at løse problemet blev der brugt moderne computerværktøjer. Gennembruddet gav perspektiv for et hastigt voksende forskningsfelt.

Det endeløse univers er fyldt med hemmeligheder, mysterier og paradokser. På trods af at moderne videnskab har taget et stort spring fremad inden for udforskning af rummet, er meget i denne endeløse verden stadig uforståeligt for det menneskelige verdensbillede. Vi ved meget om stjerner, tåger, hobe og planeter. Men i universets udstrækning er der sådanne objekter, hvis eksistens vi kun kan gætte. For eksempel ved vi meget lidt om sorte huller. Grundlæggende information og viden om sorte hullers natur er baseret på antagelser og gæt. Astrofysikere og atomforskere har kæmpet med dette problem i mere end et dusin år. Hvad er et sort hul i rummet? Hvad er arten af ​​sådanne genstande?

Taler om sorte huller i enkle vendinger

For at forestille sig, hvordan et sort hul ser ud, er det nok at se halen på et tog, der forlader tunnelen. Signallygterne på den sidste vogn vil, efterhånden som toget dykker ind i tunnelen, aftage i størrelse, indtil de helt forsvinder fra synsfeltet. Det er med andre ord objekter, hvor selv lys forsvinder på grund af den monstrøse tiltrækning. Elementære partikler, elektroner, protoner og fotoner er ikke i stand til at overvinde den usynlige barriere, de falder ned i intethedens sorte afgrund, derfor kaldes et sådant hul i rummet sort. Der er ikke det mindste lyspunkt inde i hende, ren sort og uendelighed. Hvad der er på den anden side af det sorte hul er ukendt.

Denne rumstøvsuger har en enorm tyngdekraft og er i stand til at sluge en hel galakse med alle klynger og superklynger af stjerner, med tåger og mørkt stof til start. Hvordan er det muligt? Man kan kun gætte. Fysikkens love, vi kender til i dette tilfælde, er ved at briste i sømmene og giver ikke en forklaring på de processer, der finder sted. Essensen af ​​paradokset ligger i det faktum, at i et givet område af universet bestemmes tyngdekraftens interaktion mellem kroppe af deres masse. Processen med absorption af et objekt af et andet er ikke påvirket af deres kvalitative og kvantitative sammensætning. Partikler, der har nået en kritisk mængde i et bestemt område, går ind i et andet niveau af interaktion, hvor gravitationskræfter bliver til tiltrækningskræfter. Et legeme, en genstand, et stof eller et stof under påvirkning af tyngdekraften begynder at krympe og når en kolossal tæthed.

Omtrent sådanne processer forekommer under dannelsen af ​​en neutronstjerne, hvor stjernestof komprimeres i volumen under indflydelse af indre tyngdekraft. Frie elektroner kombineres med protoner og danner elektrisk neutrale partikler - neutroner. Tætheden af ​​dette stof er enorm. En stofpartikel på størrelse med en klump raffineret sukker vejer milliarder af tons. Her vil det være passende at minde om den generelle relativitetsteori, hvor rum og tid er kontinuerte størrelser. Følgelig kan kompressionsprocessen ikke stoppes halvvejs og har derfor ingen grænse.

Potentielt ligner et sort hul et hul, hvori der kan være en overgang fra et stykke rum til et andet. Samtidig ændrer rummets og tidens egenskaber sig selv og snurrer til en rum-tid hvirvel. Når man når bunden af ​​denne tragt, opløses ethvert stof til kvanter. Hvad er der på den anden side af det sorte hul, dette kæmpe hul? Måske er der et andet rum, hvor andre love virker, og tiden flyder i den modsatte retning.

I sammenhæng med relativitetsteorien ser teorien om et sort hul sådan ud. Punktet i rummet, hvor gravitationskræfter har komprimeret ethvert stof til mikroskopiske størrelser, har en kolossal tiltrækningskraft, hvis størrelse stiger til det uendelige. En fold af tid dukker op, og rummet er buet og lukker på et tidspunkt. Genstande, der er opslugt af det sorte hul, er ikke i stand til at modstå trækkraften fra denne monstrøse støvsuger på egen hånd. Selv lysets hastighed, som kvanter besidder, tillader ikke elementære partikler at overvinde tyngdekraften. Ethvert legeme, der rammer et sådant punkt, holder op med at være et materielt objekt, der smelter sammen med en rum-tid-boble.

Sorte huller set fra videnskabens synspunkt

Når man bliver spurgt, hvordan dannes sorte huller? Der vil ikke være noget entydigt svar. Der er mange paradokser og modsætninger i universet, som ikke kan forklares ud fra et videnskabssynspunkt. Einsteins relativitetsteori tillader kun en teoretisk forklaring af sådanne objekters natur, men kvantemekanik og fysik er tavse i dette tilfælde.

I et forsøg på at forklare de processer, der sker af fysikkens love, vil billedet se sådan ud. Et objekt dannet som et resultat af den kolossale gravitationskompression af et massivt eller supermassivt rumlegeme. Denne proces kaldes videnskabeligt gravitationskollaps. Udtrykket "sort hul" lød første gang i det videnskabelige samfund i 1968, da den amerikanske astronom og fysiker John Wheeler forsøgte at forklare tilstanden af ​​stjernernes kollaps. Ifølge hans teori opstår der i stedet for en massiv stjerne, der gennemgik gravitationssammenbrud, et rumligt og tidsmæssigt hul, hvor en konstant voksende kompression virker. Alt, hvad stjernen bestod af, går ind i sig selv.

Denne forklaring giver os mulighed for at konkludere, at sorte hullers natur på ingen måde er forbundet med de processer, der finder sted i universet. Alt, hvad der sker inde i dette objekt, afspejles ikke på nogen måde på det omgivende rum med ét "MEN". Det sorte huls tyngdekraft er så stærk, at det bøjer rummet, hvilket tvinger galakser til at kredse om de sorte huller. Derfor bliver årsagen til, at galakser tager form af spiraler, tydelig. Hvor lang tid det vil tage for den enorme Mælkevejsgalakse at forsvinde ned i afgrunden af ​​et supermassivt sort hul, er ukendt. En interessant kendsgerning er, at sorte huller kan opstå overalt i det ydre rum, hvor der er skabt ideelle betingelser for dette. En sådan fold i tid og rum neutraliserer de enorme hastigheder, hvormed stjernerne roterer og bevæger sig i galaksens rum. Tiden i et sort hul flyder i en anden dimension. Inden for dette område er der ingen tyngdelove, der egner sig til fortolkning ud fra et fysisk synspunkt. Denne tilstand kaldes det sorte huls singularitet.

Sorte huller viser ingen ydre identifikationstegn; deres eksistens kan bedømmes ud fra opførselen af ​​andre rumobjekter, som er påvirket af gravitationsfelter. Hele billedet af en kamp på liv og død foregår på grænsen til et sort hul, som er dækket af en hinde. Denne imaginære overflade af tragten kaldes "begivenhedshorisonten". Alt, hvad vi ser op til denne grænse, er håndgribeligt og materielt.

Scenarier for dannelsen af ​​sorte huller

Ved at udvikle John Wheelers teori kan vi konkludere, at hemmeligheden bag sorte huller sandsynligvis ikke er i færd med at dannes. Dannelsen af ​​et sort hul sker som et resultat af sammenbruddet af en neutronstjerne. Desuden bør massen af ​​et sådant objekt overstige Solens masse tre eller flere gange. Neutronstjernen trækker sig sammen, indtil dens eget lys ikke længere er i stand til at undslippe fra tyngdekraftens stramme omfavnelse. Der er en grænse for størrelsen, som en stjerne kan krympe til og føde et sort hul. Denne radius kaldes gravitationsradius. Massive stjerner på det sidste trin af deres udvikling bør have en gravitationsradius på flere kilometer.

I dag har videnskabsmænd opnået indicier for tilstedeværelsen af ​​sorte huller i et dusin røntgenbinære. Røntgenstjerner, en pulsar eller en burster har ikke en fast overflade. Derudover er deres masse større end massen af ​​de tre sole. Den nuværende tilstand af det ydre rum i stjernebilledet Cygnus, røntgenstjernen Cygnus X-1, gør det muligt at spore dannelsen af ​​disse nysgerrige objekter.

Baseret på forskning og teoretiske antagelser er der fire scenarier for dannelsen af ​​sorte stjerner i videnskaben i dag:

• gravitationssammenbrud af en massiv stjerne i det sidste trin af dens udvikling;
• kollaps af den centrale del af galaksen;
• dannelsen af ​​sorte huller under Big Bang;
• dannelsen af ​​kvante sorte huller.

Det første scenarie er det mest realistiske, men antallet af sorte stjerner, som vi er bekendt med i dag, overstiger antallet af kendte neutronstjerner. Og universets alder er ikke så stor, at et sådant antal massive stjerner kunne gennemgå hele udviklingsprocessen.

Det andet scenarie har retten til liv, og der er et levende eksempel på dette - det supermassive sorte hul Sagittarius A *, beliggende i midten af ​​vores galakse. Massen af ​​dette objekt er 3,7 solmasser. Mekanismen i dette scenarie ligner scenariet med gravitationskollaps med den eneste forskel, at kollapset ikke er en stjerne, men interstellar gas. Under påvirkning af gravitationskræfter komprimeres gassen til en kritisk masse og tæthed. På et kritisk tidspunkt henfalder stof til kvanter og danner et sort hul. Denne teori rejser dog tvivl, da astronomer ved Columbia University for nylig har identificeret satellitterne i det sorte hul Skytten A *. Det viste sig at være mange små sorte huller, som formentlig er dannet på en anden måde.

Det tredje scenarie er mere teoretisk og er forbundet med eksistensen af ​​Big Bang-teorien. I øjeblikket for dannelsen af ​​universet undergik en del af stof og gravitationsfelter fluktuationer. Med andre ord tog processerne en anden vej, uden at være relateret til de velkendte processer inden for kvantemekanik og kernefysik.

Det sidste scenarie er fokuseret på fysikken i en atomeksplosion. I stoffets koagler i processen med nukleare reaktioner under påvirkning af gravitationskræfter opstår en eksplosion, hvor der dannes et sort hul. Stof eksploderer indad og absorberer alle partikler.

Eksistensen og udviklingen af ​​sorte huller

At have en omtrentlig idé om arten af ​​sådanne mærkelige rumobjekter, noget andet er interessant. Hvad er de sande størrelser af sorte huller, hvor hurtigt vokser de? Størrelsen af ​​sorte huller bestemmes af deres gravitationsradius. For sorte huller er radius af et sort hul bestemt af dets masse og kaldes Schwarzschild-radius. For eksempel, hvis et objekt har en masse svarende til massen af ​​vores planet, så er Schwarzschild-radius i dette tilfælde 9 mm. Vores hovedarmaturer har en radius på 3 km. Den gennemsnitlige tæthed af et sort hul dannet i stedet for en stjerne med en masse på 10⁸ solmasser vil være tæt på vandtætheden. Radius af en sådan formation vil være 300 millioner kilometer.

Det er sandsynligt, at sådanne gigantiske sorte huller er placeret i centrum af galakser. Til dato er 50 galakser kendt, i hvis centrum der er enorme tidsmæssige og rumlige brønde. Massen af ​​sådanne giganter er milliarder af Solens masse. Man kan kun forestille sig, hvilken kolossal og monstrøs tiltrækningskraft et sådant hul besidder.

Hvad angår små huller, er disse miniobjekter, hvis radius når ubetydelige værdier, kun 10¯¹² cm. Massen af ​​en sådan krumme er 10¹⁴gr. Sådanne formationer opstod på tidspunktet for Big Bang, men med tiden steg de i størrelse og i dag flagrer de i det ydre rum som monstre. De forhold, hvorunder dannelsen af ​​små sorte huller fandt sted, forsøger forskere i dag at genskabe under jordiske forhold. Til disse formål udføres eksperimenter i elektronkollidere, ved hjælp af hvilke elementarpartikler accelereres til lysets hastighed. De første eksperimenter gjorde det muligt under laboratorieforhold at opnå et kvark-gluon-plasma - stof, der eksisterede ved begyndelsen af ​​universets dannelse. Sådanne eksperimenter giver os mulighed for at håbe, at et sort hul på Jorden er et spørgsmål om tid. Det er en anden sag, om en sådan præstation af humanvidenskab vil vise sig at være en katastrofe for os og for vores planet. Ved at skabe et kunstigt sort hul kan vi åbne Pandoras æske.

Nylige observationer af andre galakser har gjort det muligt for forskere at opdage sorte huller, hvis størrelse overstiger alle tænkelige forventninger og antagelser. Den udvikling, der sker med sådanne objekter, gør det muligt bedre at forstå, hvorfor massen af ​​sorte huller vokser, hvad er dens reelle grænse. Forskere er kommet til den konklusion, at alle kendte sorte huller er vokset til deres reelle størrelse inden for 13-14 milliarder år. Forskellen i størrelse skyldes tætheden af ​​det omgivende rum. Hvis et sort hul har mad nok inden for rækkevidde af tyngdekræfterne, vokser det med stormskridt og når en masse på hundreder og tusinder af solmasser. Derfor den gigantiske størrelse af sådanne objekter placeret i centrum af galakser. Massive klynger af stjerner, enorme masser af interstellar gas er rigelig føde til vækst. Når galakser smelter sammen, kan sorte huller smelte sammen og danne et nyt supermassivt objekt.

At dømme efter analysen af ​​evolutionære processer er det sædvanligt at skelne mellem to klasser af sorte huller:

• genstande med en masse 10 gange solmassen;
• massive objekter, hvis masse er hundredtusindvis, milliarder af solmasser.

Der er sorte huller med en gennemsnitlig mellemmasse svarende til 100-10 tusinde solmasser, men deres natur er stadig ukendt. Der er cirka et sådant objekt pr. galakse. Undersøgelsen af ​​røntgenstjerner gjorde det muligt i en afstand af 12 millioner lysår i M82-galaksen på én gang at finde to sorte huller med gennemsnitlig masse. Massen af ​​et objekt varierer i intervallet 200-800 solmasser. Et andet objekt er meget større og har en masse på 10-40 tusinde solmasser. Sådanne objekters skæbne er interessant. De er placeret i nærheden af ​​stjernehobe og bliver gradvist tiltrukket af et supermassivt sort hul placeret i den centrale del af galaksen.

Vores planet og sorte huller

På trods af søgen efter spor om sorte hullers natur er den videnskabelige verden bekymret over stedet og rollen for et sort hul i Mælkevejs-galaksens skæbne og især i planeten Jordens skæbne. Den fold af tid og rum, der findes i midten af ​​Mælkevejen, absorberer gradvist alle genstande omkring den. Millioner af stjerner og billioner af tons interstellar gas er allerede blevet opslugt i det sorte hul. Over tid vil vendingen komme til armene på Cygnus og Skytten, hvori solsystemet er placeret, efter at have rejst en afstand på 27 tusind lysår.

Et andet nærliggende supermassivt sort hul er placeret i den centrale del af Andromeda-galaksen. Den er omkring 2,5 millioner lysår væk. Indtil det tidspunkt, hvor vores objekt Skytten A * opsluger sin egen galakse, bør vi sandsynligvis forvente sammensmeltningen af ​​to nabogalakser. Følgelig vil to supermassive sorte huller smelte sammen til ét, frygteligt og uhyrligt i størrelse.

Små sorte huller er en helt anden sag. Et sort hul med en radius på et par centimeter er nok til at sluge planeten Jorden. Problemet er, at et sort hul i sagens natur er en fuldstændig ansigtsløs genstand. Ingen stråling eller stråling udgår fra dens livmoder, så det er ret svært at lægge mærke til et så mystisk objekt. Kun på tætteste afstand kan vi registrere krumningen af ​​baggrundslyset, hvilket indikerer, at der er et hul i rummet i denne del af universet.

Til dato har forskere fastslået, at det nærmeste sorte hul på Jorden er V616 Monocerotis-objektet. Monsteret er placeret 3.000 lysår fra vores system. Ved sin størrelse er dette en stor formation, dens masse er 9-13 solmasser. Et andet tæt objekt, der udgør en trussel mod vores verden, er det sorte hul Gygnus X-1. Med dette monster er vi adskilt af en afstand på 6.000 lysår. De sorte huller, der er opdaget i vores nabolag, er en del af et binært system, dvs. eksistere i umiddelbar nærhed af en stjerne, der fodrer en umættelig genstand.

Konklusion

Eksistensen i rummet af så mystiske og mystiske objekter som sorte huller får os selvfølgelig til at være på vagt. Alt, hvad der sker med sorte huller, sker dog ret sjældent, givet universets alder og de enorme afstande. I 4,5 milliarder år har solsystemet været i ro og eksisteret i henhold til de love, vi kender. I løbet af denne tid dukkede intet af den slags op, ingen forvrængning af rummet, ingen tidsfolder nær solsystemet. Det er der formentlig ikke egnede betingelser for. Den del af Mælkevejen, hvori Solstjernesystemet befinder sig, er et roligt og stabilt område i rummet.

Forskere indrømmer ideen om, at udseendet af sorte huller ikke er tilfældigt. Sådanne objekter spiller rollen som ordensmænd i universet og ødelægger overskuddet af kosmiske kroppe. Hvad angår monstrenes skæbne, er deres udvikling endnu ikke fuldt ud forstået. Der er en version om, at sorte huller ikke er evige og kan ophøre med at eksistere på et bestemt tidspunkt. Det er ikke længere en hemmelighed for nogen, at sådanne genstande er de mest kraftfulde energikilder. Hvilken slags energi det er, og hvordan den måles, er en anden sag.

Gennem indsatsen fra Stephen Hawking blev videnskaben præsenteret for teorien om, at et sort hul stadig udsender energi og mister sin masse. I sine antagelser blev videnskabsmanden styret af relativitetsteorien, hvor alle processer er forbundet med hinanden. Intet forsvinder bare uden at dukke op andre steder. Ethvert stof kan omdannes til et andet stof, mens en type energi går over til et andet energiniveau. Dette kan være tilfældet med sorte huller, som er en overgangsportal, fra en stat til en anden.

Hvis du har spørgsmål - efterlad dem i kommentarerne under artiklen. Vi eller vores besøgende vil med glæde besvare dem.

Astrofysikere har registreret den længste død af en stjerne i et sort hul i hele observationshistorien - varigheden af ​​processen oversteg lignende tilfælde med mere end 10 gange. Faktum er, at et sort hul sluger en stjerne, der er dobbelt så stor som Solens masse. Ifølge videnskabsmænd er døden af ​​en så stor stjerne i et sort hul under den aktive observation af universet blevet observeret for første gang. Om hvorvidt den opdagede proces vil kunne kaste lys over dannelsen af ​​sorte huller med enorm masse en milliard år efter universets fremkomst – i materialet RT.

• En stjernes død ved det sorte hul XJ1500 + 0154 som set af kunstneren. Nederst - et foto af, hvad der sker: i det synlige spektrum (til venstre), i røntgenområdet
• nasa.gov

Tilfældig åbning

Processen blev registreret af et internationalt hold af videnskabsmænd ledet af Dacheng Lin fra Space Science Center ved University of New Hampshire. Lignende begivenheder i videnskabsmænds hukommelse tog maksimalt omkring et år, mens processen, der fandt sted ved et sort hul kaldet XJ1500 + 0154, begyndte tilbage i 2005. Stjernen, der døde under påvirkning af tidevandskræfter, blev revet fra hinanden, og det supermassive sorte hul fortsætter med at fortære dets rester.

Røntgenstråler udsendt af stjerneaffald opvarmet til millioner af grader blev ved et uheld bemærket af astrofysikere ved hjælp af XMM-Newton rumteleskopet. På det tidspunkt studerede de en galaksehob kaldet NGC 5813 i stjernebilledet Jomfruen, 105 millioner lysår fra Jorden. Stærk stråling tiltrak sig videnskabsmænds opmærksomhed på scenen med at analysere billeder af NGC 5813. I 2008 registrerede Chandra-teleskopet, at strålingsintensiteten af ​​et objekt, der ved et uheld faldt ind i billedet og var meget længere end den undersøgte galaksehob oversteg den første registrerede værdier 100 gange. I de efterfølgende år, inklusive 2014 og 2016, modtog Swift-teleskopet yderligere data.

Det vigtigste er at spise rigtigt

"Objektet vokser hurtigt det meste af observationstiden," sagde James Gilochon fra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. "Dette tyder på noget usædvanligt: ​​et sort hul opsluger en stjerne dobbelt så meget som Solen."

Ifølge videnskabsmænd er døden af ​​en så stor stjerne i et sort hul under den aktive observation af universet blevet observeret for første gang.

Derudover bemærkede forskerne, at den registrerede røntgenstråling regelmæssigt falder uden for det acceptable område af den såkaldte Eddington-grænse. Denne parameter angiver forholdet mellem det udsendte opvarmede stof og tyngdekraften, der tiltrækker stoffet til midten af ​​objektet. Baseret på hvordan dette forhold krænkes omkring det observerede sorte hul, er astrofysikere kommet til den konklusion, at det vokser hurtigere end den normale hastighed. Ifølge dem kunne supermassive sorte huller opstå på denne måde blot en milliard år efter universets dannelse. Dette er en vigtig konklusion, da gamle genstande af en så enorm masse - milliarder af gange større end Solen - allerede er blevet registreret, men deres oprindelse er ikke helt klar.

Siden 1990'erne har astronomer gentagne gange observeret opløsningen af ​​en stjerne og dens absorption af et sort hul. I denne proces, der falder under påvirkning af tyngdekraften af ​​et massivt objekt, opløses stjernen i fragmenter. Stoffet, som det bestod af, er fordelt i form af en flad skive. Det meste af det absorberes af det sorte hul, og resten er spredt i rummet.

I det registrerede tilfælde er der ud over en massiv stjernes død en anden mulighed, ikke mindre spændende. Hvis en stjerne af mere beskeden størrelse nærmede sig det sorte hul og gik fuldstændig i opløsning, ville den observerede effekt være den samme. Normalt sker fuldstændig absorption ikke, så denne begivenhed ville blive set for første gang under udforskning af rummet.

Seneste røntgenbilleder

Stedet, hvor det sorte hul befinder sig, som i spøg kaldes det mest glubske, der nogensinde er observeret, falder sammen med den påståede placering af et rumobjekt med enorm masse i midten af ​​en lille galakse, hvor dannelsen af ​​stjerner aktivt finder sted. Det er klart, at der ikke er behov for at tale om detaljerede billeder af, hvad der sker i en sådan afstand fra Jorden - 1,8 milliarder lysår. Men kunstnerne præsenterede deres vision om en enorm stjernes død på grund af et sort hul.

I de næste par år forventer eksperter et fald i strålingsintensiteten: fragmenterne af en enorm stjerne, der lever af det sorte hul, vil ende. Nogle af dem vil sprede sig i rummet. Astrofysikere bemærker, at strålingen allerede er begyndt at falde, men objektet bevarer stadig en utrolig lysstyrke.

Som forskerne sagde, ved at vide om muligheden for processer med de egenskaber, som de var i stand til at etablere, vil de begynde at lede efter lignende sager. De bemærker dog, at de også vil fortsætte med at overvåge XJ1500 + 0154. For det første vil de være i stand til at spore ændringer i strålingen, som ifølge deres prognoser vil fortsætte i yderligere 10 år. For det andet kræver deres egne konklusioner stadig yderligere verifikation.

Sorte huller er de eneste kosmiske legemer, der er i stand til at tiltrække lys ved hjælp af tyngdekraften. De er også de største objekter i universet. Det er usandsynligt, at vi snart ved, hvad der sker i nærheden af ​​deres begivenhedshorisont (kendt som "point of no return"). Det er de mest mystiske steder i vores verden, som man på trods af årtiers forskning kun ved meget lidt om. Denne artikel indeholder 10 fakta, der kan kaldes de mest spændende.

Sorte huller suger ikke stof ind

Mange forestiller sig et sort hul som en slags "rumstøvsuger", der trækker det omgivende rum ind. Faktisk er sorte huller almindelige rumobjekter med et ekstremt stærkt gravitationsfelt.

Hvis et sort hul af samme størrelse dukkede op på Solens sted, ville Jorden ikke blive trukket indad, den ville rotere i samme kredsløb som i dag. Stjerner placeret ved siden af ​​sorte huller mister en del af deres masse i form af en stjernevind (dette sker under eksistensen af ​​enhver stjerne), og sorte huller absorberer kun dette stof.

Eksistensen af ​​sorte huller blev forudsagt af Karl Schwarzschild

Karl Schwarzschild var den første til at anvende Einsteins generelle relativitetsteori for at underbygge eksistensen af ​​et "point of no return". Einstein selv tænkte ikke på sorte huller, selvom hans teori gør det muligt at forudsige deres eksistens.

Schwarzschild gjorde sin antagelse i 1915, lige efter Einstein offentliggjorde den generelle relativitetsteori. Samtidig opstod begrebet "Schwarzschild-radius" - det er en størrelse, der viser, hvor meget man skal klemme en genstand for at blive til et sort hul.

I teorien kan alt blive et sort hul, givet tilstrækkelig kompression. Jo tættere objektet er, jo stærkere er gravitationsfeltet det skaber. For eksempel ville Jorden blive et sort hul, hvis en genstand på størrelse med en jordnød havde sin masse.

Sorte huller kan skabe nye universer

Ideen om, at sorte huller kan afføde nye universer, virker absurd (især da vi stadig ikke er sikre på eksistensen af ​​andre universer). Ikke desto mindre bliver sådanne teorier aktivt udviklet af videnskabsmænd.

En meget forenklet version af en af ​​disse teorier er som følger. Vores verden har ekstremt gunstige betingelser for fremkomsten af ​​liv i den. Hvis nogen af ​​de fysiske konstanter ændrede sig lidt, ville vi ikke være i denne verden. Sorte hullers singularitet tilsidesætter fysikkens sædvanlige love og kunne (i hvert fald i teorien) afføde et nyt univers, der er anderledes end vores.

Sorte huller kan gøre dig (og hvad som helst) til spaghetti

Sorte huller strækker genstande, der er i nærheden af ​​dem. Disse genstande begynder at ligne spaghetti (der er endda et særligt udtryk - "spaghettificering").

Dette skyldes den måde tyngdekraften fungerer på. I øjeblikket er dine fødder tættere på jordens centrum end dit hoved, så de tiltrækkes mere. Ved overfladen af ​​det sorte hul begynder forskellen i tyngdekraften at arbejde imod dig. Benene trækkes hurtigere og hurtigere ind mod midten af ​​det sorte hul, så den øverste halvdel af kroppen ikke kan følge med dem. Resultat: spaghettificering!

Sorte huller fordamper over tid

Sorte huller absorberer ikke kun stjernevinden, men fordamper også. Dette fænomen blev opdaget i 1974 og fik navnet Hawking-stråling (efter Stephen Hawking, der gjorde opdagelsen).

Over tid kan et sort hul frigive hele sin masse til det omgivende rum sammen med denne stråling og forsvinde.

Sorte huller bremser tiden i nærheden af ​​dem

Tiden går langsommere, efterhånden som du kommer tættere på begivenhedshorisonten. For at forstå, hvorfor dette sker, må man vende sig til "tvillingparadokset", et tankeeksperiment, der ofte bruges til at illustrere det grundlæggende i Einsteins generelle relativitetsteori.

En af tvillingebrødrene forbliver på Jorden, og den anden flyver afsted på rumrejse og bevæger sig med lysets hastighed. Vender tilbage til Jorden opdager tvillingen, at hans bror er ældre, end han er, for når man bevæger sig med en hastighed tæt på lysets hastighed, går tiden langsommere.

Når du nærmer dig begivenhedshorisonten for et sort hul, vil du bevæge dig med så høj hastighed, at tiden vil bremse for dig.

Sorte huller er de mest avancerede kraftværker

Sorte huller genererer energi bedre end Solen og andre stjerner. Det skyldes, at sagen drejer sig om dem. Ved at overvinde begivenhedshorisonten med en enorm hastighed, varmes stof i kredsløbet om et sort hul op til ekstremt høje temperaturer. Dette kaldes sortlegemestråling.

Til sammenligning omdanner nuklear fusion 0,7 % af stoffet til energi. I nærheden af ​​et sort hul bliver 10 % af stoffet til energi!

Sorte huller fordrejer rummet ved siden af ​​dem

Rummet kan opfattes som en strakt gummistrimmel med linjer tegnet på den. Hvis du lægger en genstand på pladen, vil den ændre sin form. Sorte huller fungerer på samme måde. Deres ekstreme masse tiltrækker alt til sig selv, inklusive lys (hvis stråler, for at fortsætte analogien, kunne kaldes linjer på en plade).

Sorte huller begrænser antallet af stjerner i universet

Stjerner dukker op fra skyer af gas. For at en stjerne kan dannes, skal skyen køle af.

Stråling fra sorte legemer forhindrer gasskyer i at afkøle og forhindrer fremkomsten af ​​stjerner.

I teorien kan enhver genstand blive til et sort hul.

Den eneste forskel mellem vores sol og et sort hul er tyngdekraften. Den er meget stærkere i midten af ​​et sort hul end i midten af ​​en stjerne. Hvis vores sol blev komprimeret til omkring fem kilometer i diameter, kunne det være et sort hul.

I teorien kan alt blive et sort hul. I praksis ved vi, at sorte huller kun opstår som følge af sammenbrud af enorme stjerner, der overstiger Solens masse med 20-30 gange.