Виявлена ​​чорна діра проміжної маси. Чому це важливо?

Чорні діри, одні з найбільш таємничих об'єктіву Всесвіті, бувають різних розмірів. Те, яким буде той чи інший космічний монстр, залежить від маси зірки на останньому щаблі її еволюції. Як показали результати нового дослідження, чорна діра середньої маси є відсутньою ланкою між двома іншими видами чорних дір - надмасивними, що ховаються в центрах галактик, і чорними дірами, які часто утворюються при вибухах масивних зірок у вигляді наднових. Астрономи вважають, що спостережувана Всесвіт повний чорних дір середнього розміру, ось тільки знайти їх зовсім непросто. Але недавно астрономам посміхнулася удача і їм вдалося виявити так звану «Златовласку» - довгоочікуваний об'єкт, який не можна назвати ні надмасивної, ні звичайної чорною дірою. Маса виявленого об'єкту, як пишуть автори наукової роботи, знаходиться на півдорозі між двома іншими видами чорних дір. Але чому дослідники стверджують, що «Золотоволоска» здатна змінити наше уявлення про Всесвіт?

Вчені, можливо, знайшли чорну діру, яка може змінити наше розуміння Всесвіту.

Масивні космічні об'єкти

Чорні діри славляться тим, що пожирають все, щопідходить надто близько, включаючи кванти самого світла. Ті з них, що обертаються в центрах галактик, мають просто неймовірною масою - одна з найбільших з виявлених на сьогоднішній день чорних дір має масу в 40 мільярдів Сонць, А її діаметр перевищує 200 мільярдів кілометрів. Тільки уявіть, з якою силою цей космічний монстр поглинає все, що має необережність опинитися поблизу.

Цікаво, що всі мешканці космосу - різні.Наднові, карлики, нейтронні, холодні - одних тільки видів зірок в спостережуваному Всесвіті безліч. Як, втім, і планет за межами нашої Сонячної системи - їх на сьогоднішній день виявлено більше 400. Багато з цих далеких світів є газовими гігантами, але є й ті, що як дві краплі води схожі на Землю. Астероїди, комети, галактики і чорні діри теж бувають різними.

Чорна діра - це область простору-часу, гравітаційна тяжіння якої настільки велике, що вирватися з чорної діри не може нічого, навіть світло.

За оцінками дослідників, всього в околицяхгалактики Чумацький Шлях чорних дір середнього розміру налічується близько 46 000. У новій статті, опублікованій в журналі Nature Astronomy, вчені знайшли докази існування одного з таких об'єктів. Відзначимо, що відкриття проміжної чорної діри може пролити світло на головне питання сучасної астрофізики: як утворюються надмасивні чорні діри?

Ще більше цікавих статей про те, якастрономи вивчають чорні діри і що нового їм вдалося дізнатися про ці об'єкти, читайте на нашому каналі в Яндекс.Дзен. Там регулярно виходить статті, яких немає на сайті!

Проміжні чорні діри

Проміжними чорними дірами вчені називаютьоб'єкти, маса яких значно більше, ніж маса звичайної чорної діри, але набагато менше, ніж у надмасивної чорної діри. Передбачається, що цих об'єктів на просторах Всесвіту значно менше, ніж інших видів чорних дір, але доказів їх існування до цих пір не було виявлено, так як їх нелегко спостерігати. Судіть самі - їм не передує вибух наднової, як це часто буває зі звичайними чорними дірами. Крім того, вони менше і менш активні, ніж надмасивні чорні діри, з меншим гравітаційним притяганням. Це означає, що щоб дійсно побачити проміжну чорну діру, необхідно шукати ефекти, які вона може надати на своє оточення.

Перші свідчення про існування«Золотоволоска» прийшли на Землю у вигляді світла, спотвореного Великим вибухом, коли Всесвіт тільки-тільки зароджувалася. В ході роботи вчені переглянули інформацію про тисячі спалахів, викликаних колапсом або злиттям зірок, в надії використовувати одну з них, щоб заглянути в ранній Всесвіт.

Перша фотографія тіні чорної діри була отримана в 2019 році.

Нагадаємо, що подивитися в далеке минуле астрономи можуть за допомогою гравітаційного лінзування - одного з найбільш цікавих космічнихефектів, який здатні викликати практично всі великі об'єкти у Всесвіті. Гравітаційне лінзування спостерігають, коли такий об'єкт приймає світло від вибухів і спотворює його, як лінза, створюючи безліч зображень, які спостерігаються в різний час.

Як з'ясували астрофізики в ході роботи, один звиявлених сплесків, мабуть, був схильний до гравітаційного лінзування об'єктом, маса якого була в кілька десятків тисяч разів більше, ніж маса нашого Сонця. Це говорить про те, що, швидше за все, лінзування було викликано одній з чорних дір середньої маси - саме ці об'єкти вчені шукали протягом багатьох років.

«Нещодавно виявлена ​​чорна діра може виявитисядавньої реліквією - первісної чорною дірою, яка утворилася в ранньому Всесвіті до того, як сформувалися перші зірки і галактики », - зазначає співавтор дослідження Ерік Трейн зі Школи фізики і астрономії Університету Монаша в інтерв'ю британській The Independent.

У Всесвітів безліч об'єктів, які не можна побачити за допомогою телескопів, що уловлюють видиме світло.

Читайте також: Астрономи виявили «блукаючу» чорну діру

Якщо виявлений астрофізиками об'єктдійсно є проміжною чорною дірою, то вже в недалекому майбутньому вчені зможуть оцінити кількість таких об'єктів в спостережуваному Всесвіті. Зазначу, що вперше фізики передбачили існування проміжних чорних дір більше тридцяти років тому.

Відкриття також може пояснити таємничий зростання надмасивних чорних дір, подібних до тієї, що знаходиться в центрі нашої галактики.

«Хоча ми знаємо, що ці надмасивні чорнідіри ховаються в ядрах більшості, якщо не всіх галактик, ми не розуміємо, як ці чудовиська можуть вирости настільки великими за весь час, що минув з моменту народження Всесвіту. Якби ми знали, скільки їх існує, це допомогло б отримати кращу інформацію про те, як формуються і еволюціонують ці космічні монстри з плином часу », - слова провідного автора дослідження, аспіранта Мельбурнського університету Джеймса Пейнтера призводить Space.com.

Необхідно також відзначити, що крімгравітаційного лінзування існують і інші способи виявлення проміжних кандидатів в чорні діри. Наприклад, в 2020 році NASA повідомило про проміжної чорній дірі аналогічного розміру (її маса в 50 000 більше маси нашого Сонця), яка стала джерелом спалаху рентгенівського випромінювання після того, як зірка, яка підійшла до неї надто близько, була розірвана на частини.

Вам буде цікаво: Як астрономи слухають космос?

А в 2019 році астрономи виявили сигналгравітаційної хвилі (GW190521) від злиття двох чорних дір. Злиття призвело до утворення більш масивної чорної діри, яка з її 142 сонячними масами також вважається проміжною.