Японские астрономы обнаружили доказательства существования гигантской черной дыры в Млечном Пути. Насколько можно судить, она занимает второе место по размеру после своего же «родственника» из центра нашей галактики, гигантской черной дыры, которая получила название Стрелец A*. Сверхмассивный объект был обнаружен при помощи телескопа из Паранальской обсерватории, расположенной в пустыне Атакама (Чили). Находится новооткрытая черная дыра в большой газовой туманности рядом с центром нашей галактики, в 200 световых годах от него.
Изначально астрономы не подозревали о существовании столь массивного объекта. Они лишь хотели понять, почему туманность, за которой они наблюдали уже давно, ведет себя несколько странно. В отличие от других межзвездных туманностей, газы (цианистый водород и угарный газ) здесь двигались с разными скоростями в разных его частях, и эти флуктуации нельзя было объяснить какой-то внутренней динамикой, лишенной внешнего воздействия. Диаметр туманности составляет более 150 триллионов километров.
После ее детального изучения оказалось, что молекулы газа здесь находятся под влиянием мощных гравитационных сил. При моделировании характеристик объектов, которые могут оказывать такое влияние, оказалось, что вариант только один — наличие сверхмассивного объекта с диаметром в 1,4 триллиона километров. Эта черная дыра расположена прямо в центре туманности, а молекулы газа движутся под влиянием радиоволн, генерируемых черной дырой, масса которой достигает 100 тыс. солнечных масс.
Японские ученые утверждают, что обнаружение такой крупной черной дыры — беспрецедентное открытие. И это действительно так — объект такого размера, причем практически случайно открытый попадается астрономам впервые (центр Млечного Пути не в счет, поскольку о сверхмассивной черной дыре в центре галактики известно уже относительно давно). Масса Стрельца А* составляет около 4 млн солнечных масс.
Сейчас специалисты знают о нескольких типах черных дыр, в том числе, и о черных дырах средней массы. Объекты, которые относятся к этому типу, имеют массу больше малых черных дыр звездной массы (еще один тип, масса таких объектов составляет от 10 до нескольких десятков масс Солнца), но меньшую, чем у сверхмассивной черной дыры (от миллиона до сотен миллионов масс Солнца).
Черные дыры относительно небольшого размера формируются при гравитационном коллапсе звезд. Насколько можно судить, в Млечном Пути существует около 100 млн объектов такого типа. Черные дыры средней массы образовались примерно так же. А вот о процессе образования и эволюции сверхмассивных черных дыр, к которым принадлежит и Стрелец A*, не было известно ничего.
«Мы знаем, что небольшие черные дыры появляются после смерти звезд, что делает их достаточно обычными. Мы думаем, что некоторые из них спустя некоторое время формируют более крупные черные дыры, которые, в свою очередь, являются началом формирования сверхмассивных объектов, с массой, в миллионы раз большей массы обычной черной дыры», — заявила Брук Симмонс из Калифорнийского университета в Сан-Диего (США).
Одна из гипотез говорит, что массивные и сверхмассивные объекты формируются при слиянии небольших черных дыр, но этот процесс идет практически исключительно в центре галактики. Если это так, то и обнаруженная сверхмассивная черная дыра когда-то была центром галактики. Только не Млечного Пути, а какой-то другой, карликовой галактики. И как раз она была поглощена Млечным Путем миллиарды лет назад. «Съеденная» более сильным соседом галактика была распределена по всему объему нашей галактики, а вот ее центр остался нетронутым.
Что произойдет в дальнейшем с обнаруженной черной дырой? По мнению японских ученых, она постепенно смещается к центру Млечного Пути, и в конце-концов сольется со Стрельцом A*, что сделает черную дыру в центре галактики гораздо массивнее, чем сейчас. Специалисты продолжают наблюдение за газовой туманностью, в которой расположена черная дыра, чтобы уточнить ранее полученные данные, что позволит прояснить происхождение объекта. В течение ближайшего времени японцы будут заниматься именно этой задачей.
Комментарии (38)
LeonidI
06.09.2017 10:31+2Аккуратнее при переводе.
«молекулы газа движутся под влиянием радиоволн, генерируемых черной дырой».
«The scientists’ suspicion that a black hole lay in the midst of the gas cloud received a boost when further observations picked up radio waves indicative of a black hole coming from the centre of the cloud, said Tomoharu Oka, an astronomer at Keio University in Tokyo.»
Если я правильно понимаю (я не специалист и могу ошибаться), в исходнике не говорится, что радиоволны заставляют газ двигаться. Говорится, что после обнаружения движения газа (и предположения что это движение может быть обусловлено черной дырой) нашли радио-излучение, свидетельствующее о черной дыре в центре облака.
Но все равно спасибо за перевод интересной статьи.ClearAirTurbulence
06.09.2017 10:39+1Подтверждаю вашу версию перевода.
Интересно, когда примерно произойдёт слияние? И какие эффекты будут его сопровождать, кроме гравитационных волн?
TargetSan
06.09.2017 10:51-2Подозреваю, что уже могла. Просто мы об этом ещё не знаем — до центра примерно 25 000 св. лет.
WaveCut
06.09.2017 23:41-1Но гравитационные волны ведь вне скорости распространения сигнала?
O1eja
07.09.2017 09:58Гравитационные волны распространяются со скоростью света. То есть к примеру если свет от звезды до планеты идёт 1 час и мы по мановению волшебной палочки "исчезаем" заезду, то планета это исчезновение "почувствует" через 1 час.
vanxant
06.09.2017 12:33+1Очень-очень нескоро. 200 световых лет это вам не 200 км, да и массы там такие, что фиг сдвинешь. Вот когда нас туманность Андромеды зохавает, тогда да, бардак будет такой, что под шумок могут и слиться. А могут и нет.
DrZlodberg
06.09.2017 10:36но этот процесс идет практически исключительно в центре галактики
А не может быть, что из-за своей массы такая ЧД (где бы она не сформировалась) постепенно становится центром галактики? Вроде одна даже по галактическим масштабам весит прилично.MadridianFox
06.09.2017 15:22Млечный путь весит сотни миллиардов масс солнца. Скорее ЧД упадёт в центр, чем всё остальное начнёт вращаться вокруг неё.
Nathanson
06.09.2017 11:22+2Так, секундочку, что-то не могу сложить 2+2.
При моделировании характеристик объектов, которые могут оказывать такое влияние, оказалось, что вариант только один — наличие сверхмассивного объекта с диаметром в 1,4 триллиона километров.
Этот диаметр ведь относится к открытой ЧД? 1.4 триллиона км? Так? При этом масса у нее 100 000 солнц.
Насколько мне известно, основная ЧД в центре галактики имеет радиус около половины орбиты Меркурия, то есть 20-25 млн км. Пусть даже ее диаметр 50 млн км, мы оцениваем ее массу в 4 млн солнц.
Тогда получается, что новооткрытая ЧД никак не может быть размером аж в 1,4 трлн км?
IgorRJ
06.09.2017 11:53+4Ну, наверное, это такая очень пухлая и рыхлая ЧД. Пятый тип черных дыр: малые, средние, массивные, сверхмассивные и пухлые.
CaptainFlint
06.09.2017 15:03+2The most likely cause, according to computer models, was a black hole no more than 1.4 trillion km across.
То есть, модель поставила ограничение: не более, чем 1,4 трлн км. А уж почему наш высокоуважаемый редактор-переводчик неравенство превратил в равенство — это личный и интимный к нему вопрос.Nathanson
06.09.2017 16:26А ну тогда все очевидно. Новая ЧД должна быть значительно меньше Стрельца А*.
HomoLuden
06.09.2017 17:18-1[януб on]
Или нет. Если ерчь идет о диаметре ЧД, а не о Горизонте Событий, то чем массивнее ЧД, тем она плотнее.
Соответственно, ЧД средней массы именно и получается «рыхлой», относительно сверхмассивной.
[януб off]zuborg
06.09.2017 17:50+2Что такое диаметр ЧД, если это не горизонт событий?
Вообще-то плотность (средняя) ЧД падает с ростом массы — ЧД с массой в 2 раза больше занимает объем в 8 больше, т.е. плотность в 4 раза меньше.HomoLuden
08.09.2017 12:20Что такое диаметр ЧД, если это не горизонт событий?
Пожалуй, соглашусь с Вами и Википедией.
Если принять отсутствие у ЧД такой характеристики как физический радиус (радиус объема, занимаемого молекулами/частицами исходного вещества), то остается только радиус горизонта событий.
Второе утверждение — следствие первого определения (теоремы об отсутствии волос).
О радиусе космического тела можно говорить только до тех пор пока его радиус превышает радиус Шварцшильда.
tnenergy
06.09.2017 20:57Речь скорее всего идет на ограничение размеров гравитирующего объекта — если он больше диаметром, чем 1,4 трлн км, то модель движения газа в исследуемом облаке не соответствует наблюдениям.
А уж из этого ограничения делается вывод, что это скорее всего ЧД, т.к. довольно компактный и невидимый объект массой 100000 Солнц может быть только ЧД.
CaptainFlint
06.09.2017 22:25Если честно, я не вижу, каким образом ограничение размера объекта до 1,4 трлн км может привести к выводу, что это «компактный объект» (особенно, настолько компактный, с диаметром в 600 тыс км, в 2 миллиона раз меньше указанного ограничения!).
Я так думаю, что в популярной статье просто не стали вдаваться в подробности, а слепили всё в один ком. А на самом деле могло быть так: модель позволила вывести параметры системы, среди которых было ограничение сверху на размер объекта — именно ограничение сверху, а не примерная оценка размера. Просто для более точного ограничения не хватило данных (нехватка разрешения на таком расстоянии, малый период накопления траекторий и т. п.) А то, что это именно ЧД, уже было выведено при анализе возможных источников такого гравиполя. Поискали звезду, не нашли, прикинули обычные тёмные объекты, что-то не состыковалось, осталась только ЧД. Ну а журналисты смело написали: чёрная дыра размером не более 1,4 трлн км. Формально корректная фраза, но картинка при этом в голове возникает немного не та.
andrey_aksamentov
06.09.2017 21:56-3Но это лишь предположение, может черные дыры на самом деле и не дыры вовсе и не черные. Может это тень от далёких планет падает и как то преломляется. Мало ли что могло произойти на пути света летящего к нашей солнечной системе.
CaptainFlint
06.09.2017 22:29+3Да-да, это всего лишь свет с Венеры отразился от верхних слоёв атмосферы и вызвал взрыв болотного газа.
ankh1989
06.09.2017 23:12Можно называть их не чёрными дырами, а «планетными тенями» — главное, что их можно описать определёнными уравнениями.
trapwalker
07.09.2017 12:42
andrey_aksamentov
08.09.2017 16:04Да ладно. разве вы не поддерживаете тех чуваков, которые в свое время пытались донести остальным чувакам, что земля таки не плоская лепешка на слонах?
Alter2
07.09.2017 00:15Судя по картинке, в нашей галактике 1 черная дыра приходится на каждые 1-3 тысячи звезд.
Описание поглощения газовой туманности заставило задуматься: а можно ли рассматривать черные дыры как способ консервации энергии? Ну то есть у нас с двух концов таблицы элементы двигаются к центру, выделяя энергию либо через синтез, либо через распад. А вот из черной дыры ничего не выделяется в силу горизонта событий (не считая излучения разделенных пар виртуальных частиц), значит вся масса и энергия остается внутри, сосредоточившись в этакий гигантский изотоп элемента номер 10^50 из нейтронов и протонов или частиц в которые они преобразовались в этих чудовищных условиях. Так вот, что будет если черную дыру раскрутить вокруг своей оси? Ведь за счет центробежной силы получится не сфера а дискообразный объект, где на периферии гравитация будет меньше и скорость убегания окажется меньше световой, произойдет выброс вещества и энергии? Странно, вроде невозможность что-либо вернуть из ЧД — незыблемый постулат, а в этом мысленном эксперименте что-то получается вытащить обратно. Так вот, в какой форме будет выброшено это вещество? Неужели будет этакий мини большой взрыв, после которого из выброшенных частиц образуется водород и создаст новые звезды?
Прошу прощения если получилась какая-то очевидная ошибка, но интересно узнать где именно я ошибаюсь.vedenin1980
07.09.2017 00:53-1черную дыру раскрутить вокруг своей оси
Черная дыра это не материальный объект, это поле гравитации. Поэтому раскрутить ее нельзя, вы же не можете раскрутить поле гравитации Земли, чтобы легче было ракетам взлетать. Даже если вы раскрутите Землю сила гравитации от этого меньше не станет, вращение, конечно, может дать дополнительный импульс ракете, но ей все равно придется достигать второй космической, а у черной дыры она больше скорости света.CaptainFlint
07.09.2017 01:12+1но ей все равно придется достигать второй космической, а у черной дыры она больше скорости света.
Ракете совершенно нет необходимости достигать какой бы то ни было космической, чтобы улететь от Земли. При постоянно работающем двигателе она может хоть по сантиметру в час удаляться, никогда не ускоряясь даже до первой космической, и через много-много времени долетит куда угодно, хоть в другую галактику (другой вопрос, сколько при этом топлива будет затрачено). Первая/вторая космические скорости актуальны лишь для пассивных тел. А из ЧД не могут убежать вообще никакие тела, ни с двигателями, ни без оных. Не из-за того, что надо достичь второй космической, а из-за того, что пространство-время там завёрнуто само на себя.vedenin1980
07.09.2017 10:28При постоянно работающем двигателе она может хоть по сантиметру в час удаляться, никогда не ускоряясь даже до первой космической
Во-первых, если ускорение ракеты будет меньше ускорения свободного падения небесного тела, то она просто вообще не взлетит. Во-вторых, если при постоянно работающем двигателе она будет получать ускорение, а значит и скорость. В тому моменту как она сможет полностью улететь от планеты ее скорость будет равна 2 космической (если не учитывать атмосферу).
из-за того, что пространство-время там завёрнуто само на себя
Не знаю, что вы под этим понимаете. Если так рассуждать, то любое тело находится в завернутом само на себя пространстве для тех звезд что за сферой Хаббла. Причем для соседней звезды завернутом само на себя пространство будет другим. Есть и идея, что вся наблюдаема Вселенная находится в ЧД.
На самом деле, все проще по ОТО невозможно покинуть ЧД потому что для этого нужно лететь со скоростями большими света, а это по текущим данным невозможно. Вполне вероятно, что звездолет с сверхсветовыми двигателями смог бы покинуть ЧД.
Silverado
07.09.2017 11:02>Во-вторых, если при постоянно работающем двигателе она будет получать ускорение, а значит и скорость. В тому моменту как она сможет полностью улететь от планеты ее скорость будет равна 2 космической (если не учитывать атмосферу).
Необязательно, физика не мешает (мешает только отсутствие технологий) улететь от Земли на постоянной скорости в 1 метр в секунду. 2 космическая — это только про тела, движущиеся под воздействием исключительно внешних сил.
CaptainFlint
07.09.2017 14:14
Это просто возвышенно-литературное представление того, что должно описываться жуткими формулами.из-за того, что пространство-время там завёрнуто само на себя
Не знаю, что вы под этим понимаете.
vedenin1980
07.09.2017 11:29Необязательно, физика не мешает (мешает только отсутствие технологий) улететь от Земли на постоянной скорости в 1 метр в секунду.
А тут мешает логика, чтобы просто не падать на Землю нужно сообщать ракете ускорение свободного падения, чтобы улетать от планеты оптимально при любой технологии двигаться равноускоренно (все равно мы все время должны компенсировать ускорение свободного падения). Можно конечно взлететь на какую-то высоту, погасить скорость, а потом снова двигаться равноускоренно, но в этом просто придется достигать 2 космической уже для этой высоты.CaptainFlint
07.09.2017 13:28Ничто не мешает поддерживать ускорение ракеты постоянно равным ускорению свободного падения в текущей точке. Сначала даём чуть больше, чтоб начать двигаться, потом уменьшаем до равного и с набором высоты постепенно снижаем по мере того, как уменьшается g. В итоге мы поддерживаем постоянную скорость набора высоты, заведомо меньшую, чем вторая космическая, на всём протяжении полёта.
willmore
Очень информативная картинка, ничего не скажешь :) Почему-то в процессе перевода потерялось почти самое главное — масса находки — 100 000 масс Солнца.
Silverado
Не потерялось (Ну или уже добавили):
>генерируемых черной дырой, масса которой достигает 100 тыс. солнечных масс