Промо

В центре нашей Галактики находится черная дыра в 4 млн раз массивнее Солнца

Как это касается землян и стоит ли начинать строить собственный космолёт.

Материал подготовлен при поддержке Роскосмоса

Чёрные дыры — одни из самых загадочных и пугающих объектов во Вселенной. Обычно чёрные дыры притягивают все объекты вокруг и не пропускают за границы своего влияния даже свет, но никто не знает, что находится «по ту сторону». Уверенными быть можно только в одном — рядом с этими объектами всё очень и очень странно. А одна из сверхмассивных чёрных дыр находится прямо в центре нашей галактики.

Как она выглядит и чем опасна

В июне 2020 года Институт космических исследований Российской академии наук и Институт внеземной астрофизики Общества Макса Планка опубликовали новую карту неба, полученную российской космической обсерваторией «Спектр-РГ». На ней видно более миллиона объектов — это вдвое больше источников рентгеновского излучения, чем обнаружили за всю историю рентгеновской астрофизики (а она насчитывает немногим менее 60 лет).

В центре карты и Галактики Млечный путь находится объект под названием Стрелец A* — сверхмассивная чёрная дыра, которая в 4 миллиона раз массивнее Солнца. Изучать подобные объекты — одна из главных задач обсерватории, чёрные дыры часто находятся и в центрах других галактик, а одну из них даже удалось «сфотографировать» в процессе поглощения вещества. Следующая цель учёных — узнать, как формируются такие объекты, ведь с этим связано и то, как образовывались и росли галактики.

Остатки вспышек сверхновых звезд, радиопульсар, скопление молодых звезд, сверхмассивные черные дыры и скопления галактик за пределами Млечного Пути — изображения, полученные в ходе сканирования неба «Спектр–РГ» Роскосмос

Несмотря на внушительную массу, Стрелец A* не может причинить вред Земле. Наша планета находится в «рукаве» ближе к окраине Галактики, а сверхмассивная чёрная дыра — в 26 тысячах световых лет в самом центре Млечного пути. В то же время это значит, что информация, которую учёные узнают о космическом объекте сейчас, приходит с задержкой как минимум в 26 тысяч лет.

Но Стрелец А* угрожает объектам поблизости. В центре Галактики находится не только сверхмассивная чёрная дыра, но и так называемая «перемычка» — область, в которой сконцентрированы самые яркие звёзды в самых больших количествах. «Перемычка» состоит из тысячи светил на один кубический парсек пространства, расстояние между которыми в десятки и сотни раз меньше, чем в окрестностях Солнца, — и многие из них могут стать «жертвами» Стрельца А*.

Карта неба, полученная российской космической обсерваторией «Спектр-РГ» Роскосмос

Астрономы могут наблюдать не сами чёрные дыры, а лишь их влияние на другие космические объекты. Чаще всего они видят аккреционный диск — светящуюся изогнутую «пластинку» вокруг чёрной дыры: материя там движется так быстро, что создаёт видимое излучение в широком диапазоне электромагнитного спектра. В том числе в видимом, но далеко не только в нём.

Ещё чёрную дыру можно отследить по траектории проходящих мимо тел. Так обнаружили и Стрельца А*: учёные 10 лет наблюдали за звездой S2, которая двигалась вокруг него с полным оборотом в 15 с небольшим лет. Исследователи изучили орбиту светила и предположили, что она движется вокруг сверхмассивной чёрной дыры. Шестнадцатилетние наблюдения подтвердили гипотезу.

Звезда S2 находится в непосредственной близости к Стрельцу А*, но его жертвой она не стала: как и другие объекты, сверхмассивные чёрные дыры подчиняются законам гравитации, поэтому вокруг них могут вращаться звёзды и даже планеты. Главное — соблюдать правильную дистанцию.

Чёрная дыра — не «сливная труба», засасывающая всё вокруг.

Чтобы попасть в чёрную дыру, объект должен подлететь достаточно близко. Пока в чёрные дыры не попадал ни один научный аппарат с Земли, поэтому у учёных есть лишь предположения о том, как это может происходить.

Художественное изображение разрушения звезды под действием приливных сил вблизи сверхмассивной черной дыры Роскосмос

По современным представлениям, у всех чёрных дыр есть «горизонт событий» — точка невозврата, после пересечения которой события уже не могут повлиять на наблюдателя за его пределами. Это условное понятие, конкретной наблюдаемой границы не существует, но в какой-то момент все притянутые дырой объекты пересекут горизонт событий.

Самая большая опасность падения в чёрную дыру — даже не невозможность её покинуть, а то, что называют приливными силами. Благодаря этим же силам на Земле происходят приливы и отливы: на них влияют Луна и Солнце. В случае с чёрной дырой приливные силы настолько мощные, что начинают одновременно растягивать и сжимать падающее тело в двух направлениях, возрастая до бесконечности.

Этот процесс называют «спагеттификацией» — учёные считают, что любое тело, попавшее в поле действия чёрной дыры, разрушается и превращается в тонкую струю материи. Но у сверхмассивных чёрных дыр иные правила: у них эта точка находится в пределах горизонта событий, поэтому человек может пересечь его, не заметив деформаций.

Страннее всего поглощение чёрной дырой будет выглядеть для наблюдателя с Земли. Если отправить к чёрной дыре спутник, можно увидеть, как он будто бы бесконечно замедляется, а излучение дыры становится краснее. Дело в том, что время для самого объекта и наблюдателя к этому моменту уже течёт по-разному — наблюдатель увидит процесс в «замедленной съёмке».

Может ли Солнце стать чёрной дырой

Существует четыре основных сценария для появления чёрных дыр:

  • резкое сжатие массивной звезды;
  • гравитационный коллапс центральной части галактики;
  • формирование первичных чёрных дыр после Большого взрыва;
  • возникновение высоких энергий в ядерных реакциях.

Главной версией до сих пор считается «смерть» звёзд. Все светила в космосе — это огромные природные термоядерные реакторы, которые синтезируют из самых простых элементов более сложные. На этапе жизни как у Солнца они синтезируют гелий из водорода, выделяя в процессе энергию. Когда «топливо» для реакции заканчивается, дальнейшая судьба звезды зависит от её массы и состава. Звёзды небольших масс могут постепенно увеличиваться в размерах, стать «красными гигантами», а потом сбросить оболочку и превратиться в «белых карликов», остывающих миллионы лет. А более массивные светила способны стать сначала сверхновой звездой, а затем и чёрной дырой.

Считается, что превращение звезды в чёрную дыру происходит после взрыва сверхновой, когда звезда сбрасывает оболочку и остаётся только очень плотное ядро. Если оно при этом достаточно массивное, то начинает коллапсировать: энергия термоядерного синтеза уже не может противостоять гравитации и ядро «падает на себя». Оно сжимается со скоростью 70 тысяч километров в секунду, это приводит к ещё большему росту температуры и плотности, пока не появляется чёрная дыра.

О формировании чёрных дыр всё ещё известно немного, но учёные уже могут с уверенностью утверждать, что Солнцу не стать чёрной дырой.

Солнцу не хватает массы: чтобы стать чёрной дырой, звезда должна быть хотя бы в 2,2 раза больше, поэтому светило в конце жизненного цикла станет белым карликом. Но это случится лишь через миллиарды лет: Солнце находится только в середине жизненного пути — ему всего 4,6 миллиарда.

Что мы можем узнать о чёрных дырах в ближайшее время

Изучение сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного пути — далеко не единственная задача космической обсерватории Роскосмоса «Спектр-РГ». Она должна стать главным «навигатором» для рентгеновских астрономов на ближайшее десятилетие, поскольку выполнит обзор всего неба с рекордной чувствительностью и составит самую подробную карту Вселенной в рентгеновском диапазоне.

Подобные небесные карты делали и раньше, но они никогда не были настолько точными: «Спектр-РГ» в 30–40 раз чувствительнее предыдущего подобного аппарата ROSAT, работавшего в 90-х. Благодаря высокой чувствительности и широкому полю зрения «Спектр-РГ» выполняет задачи, которые не под силу рентгеновским обсерваториям других космических агентств — Chandra и XMM-Newton.

Схема расположения, устройство и цели аппарата «Спектр-РГ» Роскосмос

Российская обсерватория оснащена двумя рентгеновскими телескопами: немецким eROSITA и российским ART-XC имени М. Н. Павлинского. Они работают в разных рентгеновских диапазонах: увидеть окрестности чёрных дыр в видимом диапазоне часто мешает космическая пыль, которая поглощает менее энергичное излучение. Телескоп ART-XC им. М. Н. Павлинского может работать на энергиях до 30 килоэлектрон-вольт (кэВ), обсерватории Chandra и XMM-Newton — до 10 кэВ.

«Спектр-РГ» работает в точке Лагранжа L2 — месте, где гравитационные силы идеально сбалансированы, поэтому сохранять статичное положение аппарата можно минимальными усилиями. Точка Лагранжа L2 отстоит от Земли на 1,5 миллиона километров по линии «Земля — Солнце».

Аппарат вращается вокруг своей оси и получает изображение по частям — «полосками», которые потом совмещаются в общую карту. В июне 2021 года обсерватория приступила к четвёртому обзору неба из восьми запланированных. Полная научная программа рассчитана на 6,5 лет: первые четыре года займёт широкий обзор неба в пределах нашей Вселенной, 2,5 года — исследование выбранных объектов и участков на небе.

RGB-карта участка неба, покрытого в ходе первых трех недель сканирования телескопом СРГ/eROSITA Гильфанов, Медведев, Сюняев и российский консорциум eROSITA

Один из самых волнующих вопросов — как проходила эволюция скоплений галактик и почему во многих из них находятся сверхмассивные чёрные дыры. Для этого учёные отдельно изучат около 100 тысяч скоплений галактик и примерно три миллиона сверхмассивных чёрных дыр в их центрах.

0
37 комментариев
Написать комментарий...
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
некипишуй
Ответить
Развернуть ветку
Иностранный колос

Охренеть, Роскосмос купил нативку на TJ. Ждем рекламы Space X

Ответить
Развернуть ветку
Andrey Zakharchenko

При всем скепсисе относительно Роскосмоса - статья довольна интересная. Хотя некоторые объяснения заканчиваются на полуслове

Ответить
Развернуть ветку
Templa Mentis

Рекомендую почитать книгу Кип Торн - Интерстеллар: наука за кадром.
Очень добротно всё расписано.

Ответить
Развернуть ветку
Правоохранительный Гоша

Они ещё и на N+1 купили: видимо, кампания начинается какая-то. 

Ответить
Развернуть ветку
Александр Пулимов

НА NS тоже крутой лендинг сделали https://naked-science.ru/exomars 

Ответить
Развернуть ветку
fFamous

Недавно вот какую статью читал, может кому интересно будет.

Ответить
Развернуть ветку
Михаил Никитин

Вот кстати думал про нее написать. Тоже интересная версия

Ответить
Развернуть ветку
некипишуй

"возможно"

можно не читать

Ответить
Развернуть ветку
Lina Lexsandra

Мне про "спагеттификацию" понравилось)

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Muralov

По русски "олапшивание" 

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
This is I'm

А я то думаю шо так темно бывает , а эта воно шо

Ответить
Развернуть ветку
Ann Partovi

Такой заголовок байтовый. Типа тюдля того, чтобы я тут комментарий оставила? Это я сделала. Но новости поставлен минус. Доволен ли автор

Ответить
Развернуть ветку
Ann Partovi

Главное, чтобы ей заплатили. А кто мне заплатит за комментарий? Я целых 33 секунды потратила!

Ответить
Развернуть ветку
Andrew Muralov

Непатриотичные комментарии же не оплачиваются. 

Ответить
Развернуть ветку
Грэм Грэмский

Почему же? По 0,15¢

Ответить
Развернуть ветку
Stepan Trifonov

Отвечаю не читая:
1. Никак
2. Стоит

Ответить
Развернуть ветку
Alexey Vodkin

Этот Роскосмос явно на что-то намекает? Ковчег строить будем?

Ответить
Развернуть ветку
Logic

Скоко бабла попилим (рогоз радостно потирает ладошки)

Ответить
Развернуть ветку
Marat Khamadeev

С вами рубрика "Разрешите докопаться"

одну из них даже удалось «сфотографировать» в процессе поглощения вещества

Ссылка ведёт на другую новость, где ни слова про поглощение вещества

Ответить
Развернуть ветку
MightyStan

Такие статьи люблю, спасибо

Ответить
Развернуть ветку
Андрей Галицкий

хрр тьху, джинса получается

Ответить
Развернуть ветку
Андрей Галицкий

расчитываю статью обратно, вначале нужно предупреждать!

Ответить
Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку
Vlad Wk

Какая ещё черная дыра внутри планеты, что за бред. Ешьте меньше грибов.

Ответить
Развернуть ветку

Комментарий удален модератором

Развернуть ветку
Vlad Wk

Самокритика это такое дело...

Ответить
Развернуть ветку
Идеологический каякер

Вау, копипаста с вики

Ответить
Развернуть ветку
Evgeniy Loktev

Роскосмос открыл для себя космос 

Ответить
Развернуть ветку
Ohlong Johnson

«подчиняются законам гравитации»
Алё блен, гравитации нет, это иллюзия. Есть искривлённое пространство-время.

Ответить
Развернуть ветку
Квадратный велосипед

дожили

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
Аккаунт удален

Комментарий недоступен

Ответить
Развернуть ветку
Ван Ваныч Иванов

Когда редакция тж привилась в полном составе

Ответить
Развернуть ветку
Vladimir Khakhilev

В статье есть грубые научные ляпы

Ответить
Развернуть ветку
Lev Pokhmelnykh

Современные интерпретации эффектов в космосе производятся на основе ошибочной академической физики, покоящейся на устаревшем средневековом принципе Дальнодействия - взаимодействие через пустоту законов Ньютона и Кулона (в записях законов нет параметров полей и материя представлена абсолютно прозрачной для поля). На этом архаичном принципе развиты также ОТО, СТО, Квантовая механика и частично классическая электродинамика (частично, потому что понятие поля в ней используется, но базой является закон Кулона без поля). В новой Физике Близкодействия, развитой на исправленных записях законов Ньютона и Кулона, плотность массы темной материи измерена. Она оказалась на 8 порядков выше принятой (1,7.10^-16 г/ куб.см). При такой плотности решается сразу ряд главных проблем космоса, в том числе проблема черного цвета космоса.  Свет от центра Галактики до нас почти не доходит из-за ослабления света материей, поэтому  центр галактиктики предстает черным. Все исследования космоса следует проводить на базе новой физики Близкодействия.  См
1. Похмельных Л.А. Электрическая вселенная. -М.: САМ Полиграфист. 270 с. ISBN 978-5-00077-903-3. physlev.pro.
2. Похмельных Л. А. Плотность массы темной материи. Физика близкодействия. Вестник науки и образования. 2020. No.9-1(87).
3. Физика близкодействия. elibrary.ru.
.

Ответить
Развернуть ветку
Юрий Петров

Я думал, что Спектр-РГ и года не продержится, а оно вон как. Уже 3й обзор неба сделал из 8ми. Хорошую платформу доработали Лавочники. Провал с Фобос-Грунт даром не прошел. За битого двух небитых дают.

Ответить
Развернуть ветку
Читать все 37 комментариев
null