Чорні діри в космосі: цікаві факти
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Зміст:
Історія відкриття
Як утворюються
Як ми знаємо з астрофізики, всі зірки (в тому числі і наше Сонце) мають деякий обмежений запас палива. І хоча життя зірки може тривати мільярди світлових років, рано чи пізно цей умовний запас палива добігає кінця, і зірка «гасне». Процес «згасання» зірки супроводжується інтенсивними термодинамічними реакціями, в ході яких зірка проходить значну трансформацію і в залежності від свого розміру може перетворитися на білого карлика, нейтронну зірку або ж чорну діру. Причому в чорну діру, зазвичай, перетворюються найбільші зірки, що володіють неймовірно значними розмірами – за рахунок стискання цих самих неймовірних розмірів відбувається багаторазове збільшення маси і сили гравітації новоствореної чорної діри, яка перетворюється на своєрідний галактичний пилосос – поглинає все і вся навколо себе. Чорна діра поглинає зірку. Маленька ремарка – наше Сонце по галактичним мірками зовсім не є великою зіркою і після згасання, яке відбудеться приблизно через кілька мільярдів років, в чорну діру, швидше за все, не перетвориться. Але будемо з вами відверті – на сьогоднішній день, вчені поки що не знають всіх тонкощів утворення чорної діри, безсумнівно, це надзвичайно складний астрофізичний процес, який сам по собі може тривати мільйони світлових років. Хоча можливо просунутися в цьому напрямку могло б виявлення і подальше вивчення так званих проміжних чорних дір, тобто зірок, що знаходяться в стані згасання, у яких якраз відбувається активний процес формування чорної діри. До речі, подібна зірка була виявлена астрономами в 2014 році в рукаві спіральної галактики.
Скільки дір існує у Всесвіті
Згідно з теоріями сучасних вчених в нашій галактиці Чумацького шляху може перебувати до сотні мільйонів чорних дір. Не менша їх кількість може бути і в сусідній з нами галактиці Андромеда, до якої від нашого Чумацького шляху летіти всього нічого – 2,5 мільйона світлових років.
Теорія
Не дивлячись на величезну масу (яка в сотні тисяч разів перевищує масу нашого Сонця) і неймовірної сили гравітацію побачити чорні діри в телескоп було не просто, адже вони зовсім не випромінюють світла. Вченим вдалося помітити чорну діру тільки в момент її «трапези» – поглинання іншої зірки, в цей момент з’являється характерне випромінювання, яке вже можна спостерігати. Таким чином, теорія чорної діри знайшла фактичне підтвердження.
Властивості
Основна властивість чорно діри – це її неймовірні гравітаційні поля, що не дозволяють навколишньому простору і часу залишатися в своєму звичному стані. Так, ви не помилилися, час всередині чорної діри протікає в рази повільніше ніж зазвичай, і якби ви там опинились, то повернувшись назад (якщо б вам так пощастило, зрозуміло) з подивом б помітили, що на Землі пройшли століття, а ви навіть постаріти не встигли. Хоча будемо правдиві, опинись ви всередині чорної діри, то навряд чи б вижили, так як сила гравітації там така, що будь-який матеріальний об’єкт просто розірвала б не те що на частини, на атоми. А ось якби ви навіть опинилися поблизу чорної діри, в межах дії її гравітаційного поля, то вам теж довелося б не солодко, так як, чим сильніше ви б чинили опір її гравітації, намагаючись відлетіти подалі, тим швидше б впали в неї. Причиною цього здавалося б парадоксу є гравітаційне вихрове поле, яким володіють всі чорні діри.
Випромінювання
Англійський астроном С. Хокінг відкрив цікавий факт: чорні діри також, виявляється, виділяють випромінювання. Правда це стосується лише дірок порівняно невеликої маси. Потужна гравітація біля них народжує пари частинок і античастинок, один з пари втягується дірою всередину, а другий викидається назовні. Таким чином, чорна діра випромінює жорсткі античастинки та гамма-кванти. Це випромінювання чорної діри було названо на честь вченого, який відкрив його – «випромінювання Хокінга».
Найбільша чорна діра
Найменша чорна діра
Але є у великому сімействі чорних дір і зовсім маленькі представники. Так сама карликова чорна діра, відкрита вченими на даний момент по своїй масі всього лише в 3 рази перевершує масу нашого Сонця. По суті це теоретичний мінімум, необхідний для утворення чорної діри, будь та зірка трохи менше, діра б не утворилася.
Чорні діри – канібали
Так, є таке явище, як ми писали вище, чорні діри є свого роду «галактичними пилососами», що поглинають все навколо себе, і в тому числі й… інші чорні діри. Нещодавно астрономами було виявлено поїдання чорної діри з одної галактики ще більшою чорною ненажерою з іншої галактики.
Цікаві факти
- Згідно з гіпотезами деяких вчених чорні діри є не тільки галактичними пилососами, що всмоктують все в себе, але при певних обставинах можуть і самі породжувати нові всесвіти.
- Чорні діри можуть випаровуватися з часом. Вище ми писали, що англійським вченим Стівеном Хокінгом було відкрито, що чорні діри мають властивість випромінювання і через якийсь дуже великий відрізок часу, коли поглинати навколо буде вже нічого, чорна діра почне більше випаровувати, поки з часом не віддасть всю свою масу в навколишній космос. Хоча це тільки припущення, гіпотеза.
- Чорні діри уповільнюють час і викривляють простір. Про сповільнення часу ми вже писали, але й простір в умовах чорної діри буде абсолютно викривлений.
- Чорні діри обмежують кількість зірок у Всесвіті. А саме їх гравітаційні поля перешкоджають охолодженню газових хмар в космосі, з яких, як відомо, народжуються нові зірки.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв’язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту [email protected] або у Фейсбук.
Астрономи знайшли найменшу зірку у Всесвіті
Як повідомили в джерелі, діаметр зірки EBLM J0555-57Ab приблизно дорівнює діаметру планети Сатурн, проте важча вона у 85 разів ніж планета Юпітер.
Також відомо, що ця зірка розташована на відстані 600 світлових років від Землі. Разом з двома зірками сонячної маси, EBLM J0555-57A і EBLM J0555-57B, вона є частиною потрійної зоряної системи.
Поки ми не виміряли масу об’єкта, він виглядав так само, як планета. Не зовсім зрозуміло, як зірки з дуже різними масами, як в нашому випадку, можуть перебувати так близько одна до одноі,
– поділився Аморі Тріо з Кембриджського університету, один з авторів дослідження.
Вчені підкреслюють, що якби маса найменшої зірки EBLM J0555-57Ab була трохи меншою, то тоді термоядерні реакції в її ядрі просто не запустилися б.