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

Добавить комментарий

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

СЛУЧАЙНЫЕ НОВОСТИ КОСМОСА

Начальная функция массы

Эллиптическая галактика NGC 1600, расположенная на расстоянии около 200 миллионов световых лет, показана в центре изображения Хаббла и выделена в поле. Астрономы пришли к выводу из изучения этой и подобных галактик, что на относительные популяции звезд разных масс в скоплении звезд (IMF) влияет распределение скоростей в кластере.

Новости космоса:

Газ и пыль в гигантских молекулярных облаках постепенно объединяются под действием силы тяжести и образуют звезды. Однако точно, как это происходит, не полностью понято.

Например, масса звезды, безусловно, является самым важным фактором, сдерживающим ее дальнейшую эволюцию, но астрономы не совсем понимают, что определяет точную массу вновь образующейся звезды. Один аспект этой проблемы - просто знать, сколько звезд каждого размера есть, т.е., зная распределение звездных масс в большом скоплении звезд. Начальная функция массы (IMF) описывает это распределение и в настоящее время основана на среднем наблюдении звезд в нашем Млечном пути.

Подробнее...

Являются ли вирусы новой границей для астробиологии?

Трехмерное представление норивирусного вириона на основе электронно-микроскопических изображений. Должны ли астробиологи также рассматривать вирионы и вирусы при поиске жизни за пределами Земли?

Новости космоса:
Они являются наиболее распространенной формой жизни на Земле, но вирусы - или их семяподобное бездействующее состояние, известные как вирионы - являются маркерами в поисках жизни на других планетах. Теперь одна группа ученых настаивает на том, чтобы астробиологи стали более серьезно относиться к поиску вирусов за пределами Земли.

В текущей стратегии астробиологии НАСА вирусы упоминаются шесть раз на своих 250 страницах, пишут авторы недавней статьи «Астровирология: вирусы в целом во Вселенной». Они призывают к изучению вирусов, которые должны быть включены в внеземные научные миссии и астробиологические исследования дома, и иметь контрольный список действий, необходимых для размещения вирусов на межпланетной карте.

Подробнее...

Новости космоса: Как развертывание магнитного экрана может улучшить атмосферу Марса для будущей колонизации.

Марс с плотной атмосферой в представлении художника.

Нынешний научный консенсус состоит в том, что, подобно Земле, у Марса когда-то было магнитное поле, которое защищало его атмосферу. Примерно 4,2 миллиарда лет назад магнитное поле этой планеты внезапно исчезло, что привело к тому, что атмосфера Марса медленно покидала планету.

В течение следующих 500 миллионов лет Марс превратился из более теплой и влажной среды в холодное, необитаемое место, которое мы знаем сегодня.

Подробнее...