Сверхмассивная черная дыра

Автор: Ярослав Космос . Опубликовано в категории: Статьи: Астрофизика

1 1 1 1 1 Рейтинг 5 [8 Голоса (ов)]

Схема сверхмассивной черной дыры вместе со своим аккреационным диском.

СверхМассивная Черная Дыра (СМЧД) - разновидность черной дыры массой более 106(десять в шестой степени) солнечных масс.

СМЧД находятся в центрах многих крупных галактик, включая нашу галактику Млечный Путь. СМЧД также являются основой квазаров, яркость которых напрямую зависит от аккреции (поглощения) больших объемов вещества.

Формирование сверхмассивных черных дыр

СМЧД отличаются от черных дыр (ЧД) звёздных масс, собственно, огромной массой и, возможно, способом своего образования. Черная дыра звёздных масс - образуется путём коллапса массивной звезды (более 3-х масс Солнца), - способ же образования сверхмассивной черной дыры - до сих пор неизвестен. Ни одна из версий образования СМЧД пока не получила убедительных доказательств.

На данный момент обнаружены два вида ЧД, ЧД звёздных масс и сверхмассивные. О процессе формирования ЧД звездных масс ученым известно достаточно много, формирование же СМЧД - одна из главных загадок астрофизики.

    Возможные варианты образования СМЧД:
  • образуются из обычных ЧД путем наращивания массы в богатых пылью и газом регионах Вселенной.
  • из гипотетических ЧД средних масс.
  • возникают напрямую из больших количеств газа и пыли.

ЧД средних масс (массой менее 105 и гораздо массивнее обычных ЧД звездных масс, еще их называют черные дыры промежуточных масс) - пока не обнаружены (хотя, по теории возникновения СМЧД их должно быть очень много) и кандидатов на этот вид ЧД единицы, что противоречит наблюдаемым количествам их якобы потомков - СМЧД.

UPDATE 15.02.2017: В феврале 2017 года исследование выявило ЧД промежуточных масс в центре гигантского скопления 47 Тукана.

И в тоже время в 2016 году поступили данные о возможном обнаружении процесса рождения СМЧД в ранней Вселенной напрямую из гигантских облаков газа. Но для уверенного утверждения, что газ напрямую коллапсирует в СМЧД, пока еще мало данных. Возможно телескоп Джеймс Уэбб прольет свет на эту проблему.

Сверхмассивная черная дыра в представлении художника.

Физические характеристики

Гравитационный радиус сверхмассивной ЧД (собственно, как и любого другого тела) - считается по формуле:

rg=2Gm/c2      (м)

G (гравитационная постоянная) = 6,67408(31)·10−11

с - скорость света в вакууме = 299 792 458 м/с

m - масса тела (кг), для которого считается радиус

В астрофизике чаще используют такую формулу :

rg ≈ 2,95 (m/Мʘ)      (км)

m - масса тела (кг), для которого считается радиус

Мʘ - масса Солнца

Для любых невращающихся черных дыр гравитационный радиус больше их фактического радиуса и является также и горизонтом событий.

Из этой формулы выходит, что СМЧД массой 20 млрд. солнечных масс (такая как, например, в галактике NGC 4889) будет иметь горизонт событий приблизительно 6 млрд. километров - это приблизительный радиус орбиты Плутона. При таком объеме средняя плотность будет крайне малой, даже меньше плотности воздуха.

Не стоит, однако путать эту плотность с плотностью СМЧД, она намного выше, если такое понятие как плотность вообще существует при таких массах.

Также неизвестно из чего состоит сама ЧД, как себя ведет и во что превращается в итоге вещество при экстремально высоких давлениях - не изучено, экспериментально достичь таких давлений на Земле, скорее всего, - невозможно.

Активные ядра галактик

Если СМЧД активно поглощает пыль, газ и/или близлежащие звезды, и вследствии этого - сильно излучает в различных диапазонах, - такая черная дыра классифицируется как активное ядро галактики (АЯГ). А сами АЯГ делятся на подвиды: квазары, сейфертовские, лацертиды и радиогалактики.

Активные ядра галактик - самые яркие объекты во Вселенной. Например, квазары имеют болометрическую (то есть во всех диапазонах) светимость 1046 — 1047 эрг/с. Это в 1012 раз больше, чем излучает наше Солнце. Интересной космологической загадкой является отсутствие квазаров ближе, чем на расстоянии 3 млрд. св. лет. Есть мнение, что когда у квазара, да и у любого ядра активной галактики заканчивается или резко уменьшается количество вещества, которое он поглощает, - тогда СМЧД в центре успокаивается и галактика становится обычной, такой, как наша, - спокойная галактика Млечный Путь.

Также как и у любого другого тела во Вселенной у сверхмассивной черной дыры могут быть спутники. Это могут быть как обычные черные дыры звездных масс, так и другие СМЧД.

 

 

2017-02-26 12:30:10 Статья подробно описывает сверхмассивные черные дыры, их разновидности, свойства и поведение.
AstroNews Logo

Комментарии  

 
Гришин_С_Г
0 #1 Гришин_С_Г 01.02.2017 22:15
Откуда двоечка? Ведь V^2xR = GxM.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Rej
+2 #2 Rej 01.02.2017 22:25
Цитирую Гришин_С_Г:
Откуда двоечка? Ведь V^2xR = GxM.

Всё там верно. Это формула гравитационного радиуса: https://ru.wikipedia.org/wiki/Гравитационный_радиус
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Гришин_С_Г
0 #3 Гришин_С_Г 01.02.2017 22:34
Да знаю я эту формулу. Потому и спрашиваю: "Откуда двоечка?"
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Ярослав Космос
+1 #4 Ярослав Космос 02.02.2017 00:03
Цитирую Гришин_С_Г:
Да знаю я эту формулу. Потому и спрашиваю: "Откуда двоечка?"

Из формулы о второй космической скорости:
Цитата:
По величине гравитационный радиус совпадает с радиусом сферически-симметричного тела, для которого в классической механике вторая космическая скорость на поверхности была бы равна скорости света.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Вторая_космическая_скорость
Вот она, эта "двоечка", в знаменателе:

Из этой формулы напрямую выводится формула гравитационного радиуса, достаточно подставить вместо v - скорость света.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Гришин_С_Г
0 #5 Гришин_С_Г 04.02.2017 12:34
Прошу прощения, но mv^2/2 - как интеграл от mv по dv
при изменении скорости от нуля до v, кажется мне афизическим
фанmомом. Поэтому всё, что с ней связано вызывает у меня
отчётливые "смутные сомнения". По двоечке в том числе.
Использование же mv^2/R = GmM/R^2 никакой двоечки не даёт.
Да и весьма сомнительными формализациями весьма сомнительных
же понятий пользоваться не надо.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Ярослав Космос
0 #6 Ярослав Космос 04.02.2017 16:07
Эти формулы проверены экспериментально на Земле, а также в рамках ОТО.
Например, в спутниковой и, в целом, космической навигации используется поправка на гравитационный радиус Земли, которая также даёт правильные результаты.
В этом случае используется астрофизическая формула (добавил в статью), которая даёт возможность задать поправку на действительный центр масс.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Гришин_С_Г
0 #7 Гришин_С_Г 04.02.2017 20:29
Однако, Птолемеевская модель более 1500 лет исправно служила
шестидесяти поколениям экспериментаторов и теоретиков.
Даже, кажется, ещё лет 200 после открытия Коперника.
Так что 350 лет текущего энергетизма - не срок.

P.S. Пропало моё предыдущее сообщение... Ужель пора?
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Ярослав Космос
0 #8 Ярослав Космос 05.02.2017 01:00
Все сообщения здесь, никто ничего не удалял.
Цитировать Сообщить модератору
 
 
Гришин_С_Г
0 #9 Гришин_С_Г 05.02.2017 12:42
Цитирую ADMIN:
Все сообщения здесь, никто ничего не удалял.
Прошу прощения, выходит, я сам виноват - сообщение набрал, а не отправил...
Речь шла о физическом смысле выражения mv^2/2.
О том, что это, по существу, суммирование величин mv, умноженных
на соответствующие меры, в процессе увеличения скорости от нуля
до v. То есть, имеет место сложение его исторических (по v)
значений при приведенном увеличении скорости. Результат,
по-моему, не поддаётся физическому осознанию. Это как в пустой
карман положить полтинник и добавляя каждый день по рублю,
надеяться через месяц извлечь из него 450 рублей (1*30^2/2).
Цитировать Сообщить модератору
 

Добавить комментарий

Комментарии нарушающие ПРАВИЛА будут удаляться, а их авторы возможно будут забанены.

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Космические аппараты: NASA приняло решение продлить миссию "Рассвета" на Церере

Эта концепция художника показывает космический корабль NASA «Рассвет» над карликовой планетой Церера, как видно на изображениях миссии.

НАСА продлевает миссию автоматической межпланетной станции «Рассвет» на Церере (карликовой планете), крупнейшем объекте в поясе астероидов между Марсом и Юпитером.

Во время этого продления космический корабль будет опускаться до более низких высот, чем когда-либо на карликовой планете, летая с марта 2015 года. Космический корабль останется на Церере на оставшуюся часть его научных исследований и будет находиться на стабильной орбите неопределенный срок после того, как его запасы топлива иссякнут.

Подробнее...

Новости космоса: Впервые астрономы обнаружили семь планет земного размера на орбите одной звезды.

Найдено семь землеразмерных экзопланет в одной системе.

Это скопление планет находится на расстоянии 39,5 световых лет от Земли в созвездии Водолея, об их обнаружении было объявлено 22 февраля на пресс-конференции NASA.

Планеты вращаются плотно вокруг тусклого красного карлика под названием TRAPPIST-1(он же 2MASS J23062928-0502285), имеющего размеры чуть более размера Юпитера(на 16,5%) и массой 0,08 солнечных.

Подробнее...

Новости космоса: Комета Чурюмова-Герасименко продолжает трескаться.

Трещина на поверхности кометы 67Р / Чурюмова - Герасименко.

Трудно быть кометой. На комете 67P / Чурюмова-Герасименко развиваются стресс-переломы и она может распасться в ближайшие несколько сотен лет.

Признаки растрескивания кометы 67P можно увидеть в этом изображении, сфотографированном космическим аппаратом Розетта (Rosetta).

Подробнее...