10 безумных вещей, на которые способны черные дыры

Ни для кого не секрет, что черные дыры пожирают материю так, как ничто другое во Вселенной. Но в списке возможностей черных дыр наука раскрыла целый арсенал трюков. От способности вращаться с практически невероятной скоростью до самоизоляции и даже грабежа, эти небесные объекты намного более универсальны, чем мы привыкли полагать.

10. Они очень, очень быстро вращаются
Впервые ученым удалось измерить скорость вращения сверхмассивной черной дыры. Результат оказался поразительным – она вращается со скоростью, составляющей 84 процента скорости света. Расположенная в центре галактики черная дыра NGC 1365, находящаяся на расстоянии 60 миллионов световых лет, огромна и ошеломляюще быстрая. Ее размер составляет 3,2 миллиона километров в поперечнике, а масса равна нескольким миллионам солнечных масс.

Во время вращения дыра тащит за собой пространство-время, создавая убийственный водоворот газа, испускающего рентгеновские лучи, и пыли, которые по спирали уходят в дыру. Вероятно, материя падает в одном направлении, что дает дыре постоянный однонаправленный импульс, позволяющий развивать такую невообразимую скорость.
{banner_banner1}
9. Они сбиваются в группы
Самые большие галактики, которые сегодня мы можем наблюдать, усеяны сверхмассивными черными дырами, настолько огромными, что они не могут быть продуктом гибели одной звезды. Таким образом, ученые считают, что «пик плотности» - подобие звездных скоплений, группы умирающих двойных звезд или многочисленные небольшие черные дыры – сталкиваются, в результате чего появляются сверхмассивные черные дыры.

И тому есть доказательства. Рентгенологический анализ показывает, что в центре Млечного Пути скрывается пик плотности, «место жительства» 12 потенциальных черных дыр, вращающихся по краю центральной сверхмассивной черной дыры, Стрельца А*. Это говорит о том, что вокруг центра галактики могут вращаться около 20 000 дополнительных черных дыр.

8. Бросаются «мячиками» размером с Юпитер (иногда в нашем направлении)
Согласно теории и проведенному моделированию, каждые 10000 лет звезда притягивается слишком близко к спящему Стрельцу A* и втягивается в водоворот. Монстр пожирает половину материи звезды, а другую выбрасывает в космос. Но часть материи остается на таком расстоянии, что может, взорвавшись, превратиться во фрагменты, размером с планету.

Что в этом страшного? Эти фрагменты, которые могут быть размером с Нептун и даже больше Юпитера, выбрасываются в галактическое пространство со скоростью 3,2-32,2 миллиона километров в час. Считается, что во время таких «приливно-отливных событий» за время жизни Млечного пути в космическое пространство может быть выброшено 100 миллионов подобных тел.

7. Раскрывают прошлое галактикиКомплекс радиотелескопов Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) предоставил первое изображение тора (окружения) черной дыры – напоминающей по форме пончик смеси газа, пыли и мусора, вращающегося вокруг ее черной пасти.

Знаковый «пончик» находится на расстоянии 47 миллионов световых лет в созвездии Кита. Чувствительные приборы позволили определить, что в поперечнике он составляет 20 световых лет. Это скопление позволило астрономам прочесть прошлое галактики, основываясь на его асимметрии и движении, что дало основание предположить, что давным-давно галактика слилась с другой галактикой.

6. Заставляют материю двигаться с невероятной скоростью
Галактика PG211+143, находящаяся на расстоянии миллиарда световых лет, является для астрономов привлекательной мишенью, поскольку она очень яркая из-за черной дыры, обосновавшейся в ее центре. Исследователи наблюдали, как при падении в центр черной дыры скопление обломков размером с Землю приобретало скорость, составлявшую 30 процентов скорости света. Это намного быстрее, чем что-либо, доводившееся наблюдать ученым.

Многие тела в космосе выравниваются относительно друг друга, как, например, планеты, вращающиеся в одном направлении, но это, по-видимому, не относится к материи, падающей в черную дыру. Там кольца материи не упорядочены. Они врезаются друг в друга, «отменяя» скорость вращения и развивая скорость 100 000 километров в секунду.
{banner_banner2}
5. Становятся изгоями
Астрономы предполагают, что иногда черные дыры «изгоняются» из своих галактик, и самое явное тому доказательство расположено на расстоянии восемь миллиардов световых лет. Обнаруженный квазар назвали 3C 186, и его поразительная масса составляет миллиард солнечных масс. Удивительно, но он быстро движется к выходу из своего галактического скопления. Исследователи измерили его газовое облако, перемещающееся со скоростью 7,6 миллиона километров в час. Он мог бы переместиться с Земли на Луну за три минуты.

Причиной тому стали гравитационные волны, образовавшиеся в результате слияния двух гигантских черных дыр. С энергией, соответствующей энергии взрыва 100 миллионов сверхновых, они вытолкнули мега-гигантскую черную дыру со своего места.

4. «Крадут» материю у более крупных черных дыр
Астрономы подтвердили пять случаев слияния черных дыр, в результате чего высвобождались гравитационные волны, но конкретно две черные дыры были слишком массивными. Вместо ожидаемых 10-15 солнечных масс, исследователи оценили массу каждой из них примерно в 20 солнечных масс. И все потому, что они «воруют из миски» у гораздо большей, злобной черной дыры, расположенной в центре галактики.

«Воришки» были крупными звездами, которые превратились в черные дыры и притягивались к галактическому центру, в котором газ и пыль направлялись в центральную сверхмассивную черную дыру. Однако они украли материю из дыры и почти в три раза увеличились в размерах, прежде, чем слиться друг с другом.

3. Используют магнитное поле для обеспечения себя пропитанием
Одним из основных факторов, определяющих массу черной дыры, может быть магнитное поле. Ученые изучили ближайшую к нам активную галактику Лебедь А, расположенную на расстоянии 600-миллионнов световых лет, и вокруг ее ядра обнаружили сильное магнитное поле.

Черная дыра Лебедя А является активной и выбрасывает со своих полюсов коллимированные потоки излучения. И в этом ей помогает окружающее магнитное поле. Поле захватывает материю в кольцо, или тор, окружающее дыру, толкая мусор в ее зияющую пасть.

Исследователи полагают, что разница между активными галактиками, такими как Лебедь А, и неактивными, такими как наша, может заключаться в наличии такого магнитного поля.

2. Прячутся в крошечных галактиках
В галактике UCD3 Fornax всего 100 миллионов звезд, по сравнению с несколькими сотнями миллиардов звезд в нашей галактике, и все они расположены в пространстве, размером всего 300 световых лет. Поэтому, если даже галактика UCD3 мала, она является одной из самых «плотно заселенных звездами» галактик, принадлежащих к семейству «сверхкомпактных карликов». В ее сердце скрывается сверхмассивная черная дыра массой 3,5 миллиона солнечных масс. Она весит почти столько же, сколько Стрелец А в Млечном Пути, хотя размер нашей галактики составляет 150 000 световых лет.

Это четвертая сверхмассивная черная дыра, обнаруженная внутри ультракомпактного карлика. Ее масса составляет 4 процента от общей массы галактики, хотя обычно это значение находится в пределах 0,3 процента. Вероятно, когда-то галактика UCD3 была больше, но лишилась звезд в результате близкого знакомства с более массивной галактикой.
{banner_banner3}
1. Могут за два дня поглотить наше Солнце
Астрономы обнаружили ужасно (и необъяснимо) ненасытную черную дыру в относительно пустой, более спокойной ранней Вселенной, 12 миллиардов лет назад. Этот квазар каждые два дня потреблял материю, эквивалентную весу Солнца. Он отрыгивал и выбрасывал так много перегретого газа и пыли, что сиял в тысячу раз ярче, чем его родная галактика.

Неизвестно, как он достиг такого размера в «темные» времена Вселенной, но известно, какой силой он обладает. Если поместить его в центр Млечного Пути (в 25 000 световых лет от нас), то он затемнит звезды, будет светить на небе в 10 раз ярче полной Луны и, вероятно, убьет нас рентгеновскими лучами.