Niejednokrotnie pisaliśmy o zdolności czarnych dziur do wchłaniania prawie każdej materii we wszechświecie. Jednak ostatnio nauce udało się odkryć cały arsenał innych różnych cech tych obiektów. Okazuje się, że nie tylko są w stanie poruszać się niemal z prędkością światła i wykazywać oznaki prawdziwych maniaków kosmosu, niszcząc i pożerając wszystko na swojej drodze, ale także wykazać się znacznie bardziej elastycznym zachowaniem, niż się od nich przyzwyczailiśmy. Dziś porozmawiamy o tym, do czego jeszcze zdolne są te obiekty.
Obracaj się bardzo szybko
Naukowcy jako pierwsi dokładnie zmierzyli prędkość obrotową supermasywnej czarnej dziury. To niesamowite - 84 procent prędkości światła.
Czarna dziura w galaktyce NGC 1365, znajdująca się 60 milionów lat świetlnych od nas, zdumiała naukowców swoją charakterystyką. Jego średnica wynosi 3,2 miliona kilometrów, a jego masa jest w przybliżeniu równa kilku milionom mas Słońca.
Obracając się, dosłownie zakrzywia nie tylko przestrzeń, ale także czas za sobą, tworząc płonący wir promieni rentgenowskich, gazu i pyłu wpadającego do jego wnętrzności. Cała ta materia najprawdopodobniej wpada do czarnej dziury z jednego kierunku, co zdaniem naukowców daje jej niesamowitą prędkość obrotową.
Film promocyjny:
Łączcie się w grupy
Największe galaktyki odkryte przez astronomów są dosłownie obsiane supermasywnymi czarnymi dziurami. Są tak ogromne, że naukowcy wątpią, że ich przodkami były pojedyncze gwiazdy. Naukowcy od dawna podejrzewali, że supermasywne czarne dziury mogą powstawać w gęstych gromadach gwiazd składających się z grup umierających gwiazd podwójnych lub grup bardziej zwartych czarnych dziur, które z czasem łączą się, tworząc prawdziwe nadolbrzymy.
Co ciekawe, założenie to w końcu znalazło realne potwierdzenie. Analiza rentgenowska centrum Drogi Mlecznej wykazała, że w samym centrum naszej galaktyki znajduje się bardzo gęsty region, w którym może znajdować się do 12 czarnych dziur okrążających główną centralną czarną dziurę Drogi Mlecznej - Strzelec A *.
Ponadto analiza wykazała, że w centralnym regionie naszej galaktyki można znaleźć łącznie do 20 000 czarnych dziur.
Rzuć materią wielkości Jowisza (czasami w naszym kierunku)
Obliczenia teoretyczne i symulacje komputerowe sugerują, że w pobliżu centralnej czarnej dziury naszej galaktyki - Strzelca A * - może znajdować się bardzo masywna gwiazda, która co 10 tysięcy lat zbliża się do dziury bardzo blisko, przez co ta ostatnia wyciąga z niej materię gwiazdową, tworząc długi strumień rozżarzonej materii. Część tej materii zostaje pochłonięta przez samą dziurę, podczas gdy druga zostaje wyrzucona w kosmos. Jednak część tej materii pozostaje w dostatecznie dużej odległości od dziury i jest w stanie połączyć się w kulę wielkości planety. Ale najciekawsze nawet nie jest to.
Te obłoki materii, w niektórych przypadkach wielkości naszego Neptuna, a czasami wielkości Jowisza, są wyrzucane w przestrzeń galaktyczną z prędkością 3,2 - 32,2 miliona kilometrów na godzinę. Według obliczeń naukowców, w wyniku zdarzeń zniszczenia gwiazdy przez pływów około 100 milionów tych ciał zostanie wyrzuconych w kosmos. I być może część z nich zostanie skierowana w naszym kierunku.
Ukryj galaktyczną przeszłość
Kompleks radioteleskopów Atacama Large Antenna Millimeter Array (ALMA) pozwolił naukowcom po raz pierwszy spojrzeć na jądro czarnej dziury - zbiór pyłu i gazu krążący wokół ust galaktycznego potwora i wyglądający jak pączek.
Obiekt badań znajduje się 47 milionów lat świetlnych od nas w gwiazdozbiorze Wieloryba. Dzięki niesamowitej mocy i czułości ALMA naukowcy obliczyli nawet jego szerokość. Ma około 20 lat świetlnych. Obserwując tori czarnych dziur, naukowcy mogą dowiedzieć się więcej o przeszłości galaktyk. Na przykład asymetryczny kształt torusa może wskazywać, że galaktyka może połączyć się z inną galaktyką w pewnym okresie swojej historii w przeszłości.
Absorbuj materię z niesamowitą prędkością
Miliard lat świetlnych od nas, w kierunku konstelacji Coma Berenice, znajduje się bardzo jasna galaktyka PG211 + 143. Galaktyka zawdzięcza swoją jasność centralnej czarnej dziurze, która pochłania materię z przestrzeni kosmicznej z niesamowitą prędkością 100 000 kilometrów na sekundę.
Naukowcy odkryli, że emisja promieniowania rentgenowskiego z tej galaktyki wykazuje znaczne przesunięcie ku czerwieni, co można wytłumaczyć ruchem materii w tej galaktyce bezpośrednio w kierunku centralnej supermasywnej czarnej dziury z ogromną prędkością około 30 procent prędkości światła. Gaz ten prawie nie obraca się wokół czarnej dziury, ale porusza się bezpośrednio do jej środka w linii prostej, będąc niewiarygodnie blisko środka czarnej dziury w odległości zaledwie 20 razy większej od czarnej dziury.
Przemierzaj przestrzeń
Astronomowie od dawna zakładali, że czarne dziury mogą czasami zostać wyrzucone poza ich galaktyki. A bardzo mocny dowód na to przypuszczenie, jak się okazało, znajduje się około 8 miliardów lat świetlnych od nas. Jest to kwazar 3C 186, który ma masę miliarda Słońca.
Naukowcy odkryli, że kwazar pracuje pełną parą, aby opuścić swoją rodzimą gromadę galaktyk. Według obliczeń naukowców chmura gazowa kwazara jest unoszona z prędkością 7,6 miliona kilometrów na godzinę. Na przykład przy takiej prędkości z Ziemi będzie można dotrzeć do Księżyca w zaledwie 3 minuty.
Astronomowie uważają, że przyczyną tej „ucieczki” są fale grawitacyjne - produkt połączenia dwóch supermasywnych czarnych dziur. W wyniku tego połączenia stworzyli potężną falę uderzeniową, porównywalną siłą do jednoczesnej eksplozji 100 milionów supernowych, która dosłownie wypchnęła kwazar z jego „rodzinnego” miejsca.
Okradanie większych krewnych
W tej chwili astronomowie nie tylko potwierdzili pięć wydarzeń łączenia się czarnych dziur i wytwarzanych przez nie fal grawitacyjnych, ale także zidentyfikowali jedno z nich, które wyróżnia się na tle ogólnym. Mówimy o połączeniu dwóch czarnych dziur, których masa według prognoz powinna wynosić 10-15 słonecznych. W rzeczywistości okazało się, że masa obu czarnych dziur przekracza 20 mas Słońca.
Po przeanalizowaniu zebranych danych naukowcy doszli do wniosku, że obie czarne dziury przybrały na wadze dzięki kradzieży „pożywienia” znacznie większej czarnej dziury, która również znajduje się w pobliżu centrum galaktyki.
Zanim stali się czarnymi dziurami, złodzieje byli dwiema masywnymi gwiazdami. W trakcie gwiezdnej ewolucji zapadły się w czarne dziury i zaczęły być przyciągane do centrum galaktyki, gdzie znajdowała się już supermasywna czarna dziura, pochłaniająca otaczający ją gaz i pył. Dwóm „okruchom” udało się ukraść część materii z centralnej czarnej dziury i uzyskać prawie trzykrotnie większą masę niż ich pierwotne rozmiary, zanim połączyły się ze sobą.
Używaj pól magnetycznych do jedzenia
Według astronomów jednym z głównych czynników określających masę czarnej dziury może być jej pole magnetyczne. Badając galaktykę Cygnus A, znajdującą się 600 milionów lat świetlnych od nas, naukowcy odkryli bardzo silne pole magnetyczne w jej centrum galaktycznym.
Dalsza analiza wykazała, że czarna dziura Cygnus A jest bardzo aktywna. Naukowcy uważają, że jest to najpotężniejsze pozagalaktyczne źródło emisji radiowej w swojej konstelacji, która powstaje w wyniku pochłaniania otaczającej materii przez dziurę. W tym przypadku, jak twierdzą naukowcy, jego pole magnetyczne bierze czynny udział, który przyciąga materię do torusa czarnej dziury, a następnie do samych jej głębi.
Według astronomów różnica między aktywnymi galaktykami, takimi jak Cygnus A, a nieaktywnymi galaktykami, takimi jak nasza Droga Mleczna, polega na obecności i braku pola magnetycznego.
Ukryj się w małych galaktykach
W galaktyce Fornax UCD3 w konstelacji Fornax jest tylko 100 milionów gwiazd. To prawdziwy okruch w porównaniu z tą samą Drogą Mleczną, w której prawdopodobnie mogą znajdować się setki miliardów gwiazd. Promień galaktyki Fornax UCD3 wynosi tylko około 300 lat świetlnych. Pomimo swoich niewielkich rozmiarów „ultrakompaktowy karzeł” UCD3 jest jedną z najgęstszych galaktyk we Wszechświecie.
W jego centrum znajduje się supermasywna czarna dziura o masach 3-5 milionów Słońca. Jest prawie tak ciężka, jak czarna dziura Sagittarius A * w centrum naszej Drogi Mlecznej, która ma około 150 000 lat świetlnych średnicy.
Odkrycie czarnej dziury UCD3 okazało się dopiero czwartym przypadkiem odkrycia supermasywnych czarnych dziur wewnątrz ultrakompaktowych galaktyk. Astronomowie szacują, że dziura stanowi 4 procent całkowitej masy galaktyki. Z reguły w każdym innym przypadku udział ten wynosi tylko 0,3 proc.
Naukowcy podejrzewają, że wcześniej galaktyka UCD3 była jeszcze większa, ale bliskość większej galaktyki pozbawiła Fornax UCD3 dużej liczby gwiazd, zamieniając ją w karła.
Zjedz nasze Słońce za dwa dni
Astronomowie odkryli niezwykle żarłoczną czarną dziurę, która powstała około 12 miliardów lat temu. Odkryty kwazar co dwa dni pochłania masę odpowiadającą jednemu słońcu. Z powodu tego apetytu czarna dziura rośnie tak szybko, że jej promieniowanie jest tysiące razy jaśniejsze niż promieniowanie całej galaktyki. To samo promieniowanie zachodzi z powodu ogrzewania materii i gazów, które pochłania.
Naukowcy jeszcze nie zorientowali się, w jaki sposób czarna dziura z „mrocznych czasów” tak szybko uzyskała swoją masę, ale doskonale zdają sobie sprawę z jej potencjału.
Gdyby ten potwór znajdował się w centrum naszej Drogi Mlecznej, jego jasność byłaby 10 razy większa niż jasność księżyca w pełni na niebie. Obiekt byłby tak jasny, że przesłaniałby światło większej liczby gwiazd na niebie, a także zabiłby nas wszystkich swoimi promieniami rentgenowskimi.
Nikolay Khizhnyak