Juodąsias skyles tyrinėjantys mokslininkai gali būti tikri, kad metai iš metų bus įspūdingų atradimų. 2021 m. nebuvo išimtis, nes buvo daug įdomių naujų rezultatų, susijusių su šiais keistais gravitaciniais monstrais. Šiandien mes apsvarstysime įdomiausius atradimas juodosios skylės šiais metais ir kaip jos pagerina mūsų supratimą apie visatą.
Greičiausiai besisukanti juodoji skylė
Net labiausiai ištirtos juodosios skylės gali nustebinti. Vasario mėnesį fizikai peržiūrėjo savo kosminio monstro, esančio Cygnus X-1 sistemos širdyje, savybių įvertinimus, kurie taip pat buvo pirmoji patvirtinta juodoji skylė. Nustatyta, kad juodoji skylė Cygnus X-1, pirmą kartą atrasta beveik prieš 60 metų, yra 50 % masyvesnė nei manyta anksčiau, 21 kartą didesnė už Saulės masę ir skrieja labai arti šviesos greičio, o tai pasiekė naują rekordą. juodosioms skylėms.
Juodoji skylė Cygnus X-1 yra maždaug už 7200 šviesmečių ir pamažu ryja savo mėlyną supermilžinę kompanionę, suteikdama tyrėjams naujų įžvalgų apie tokius procesus.
Taip pat skaitykite: Kiek juodųjų skylių visatoje?
Spagetuota žvaigždė
Kai žvaigždė per daug priartėja prie juodosios skylės krašto, gravitacinės jėgos ją suplėšia į ilgus siūlus, kurie įtraukiami į juodosios skylės žiotis. Šis procesas, žinomas kaip "spagečių susidarymas", sukuria šviesą, kai žvaigždžių medžiaga įkaista dėl trinties, todėl astronomai gali užfiksuoti šį bauginantį veiksmą visoje jo šlovėje. Gegužės mėnesį mokslininkai pirmą kartą pastebėjo žvaigždę, kurią tokiu būdu sutraiškė ir absorbavo juodoji skylė, sverianti 30 milijonų kartų didesnį už Saulės masę ir esanti galaktikos centre 750 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės.
Stebėjimai padėjo mokslininkams ne tik surinkti svarbių duomenų apie spagečių susidarymą, bet ir sukurti neįtikėtiną žvaigždės absorbcijos vizualizaciją.
Skaityti daugiau: Astronomai pirmą kartą aptiko juodosios skylės žvaigždės „spagetinimo“ pasekmes
LIGO įrodo, kad Hawkingas teisus
Birželio mėnesį lazerinio interferometro gravitacinių bangų observatorijos (LIGO) mokslininkai stebėjo, kaip dvi supermasyvios juodosios skylės susilieja į vieną, ir išanalizavo erdvėlaikio audinio raibuliavimą, vadinamą gravitacinėmis bangomis, kuriuos sukelia dideliu greičiu judančios juodosios skylės.
Jie nustatė, kad susidariusios juodosios skylės paviršiaus plotas yra didesnis nei pirmųjų dviejų kartu. Be stebinančių duomenų, tyrimo rezultatai padeda įrodyti britų astrofiziko Stepheno Hawkingo 1971 m. spėjimą, žinomą kaip juodosios skylės ploto teorema. Teorema teigia, kad juodosios skylės paviršiaus plotas laikui bėgant negali mažėti, dėsnį Hokingas išvedė naudodamasis Einšteino bendrosios reliatyvumo teorija. Ir taip pat jo supratimas apie entropiją. Nors tyrimų rezultatai buvo Hawkingo pergalė, fizikus jie suglumino. Anot kvantinės mechanikos, juodosios skylės turėtų trauktis ir išgaruoti, todėl neaišku, kaip tai suderinti su Hokingo dėsniu, kad jų paviršiaus plotas visada turėtų didėti.
Taip pat įdomu: Mokslininkai išsiaiškino, kaip klausytis Didžiojo sprogimo gravitacinių bangų
Juodosios skylės ir neutroninės žvaigždės susiliejimas
Birželio mėnesį mokslininkai, dirbantys su LIGO, paskelbė, kad pirmą kartą buvo tikri, kad juodąsias skyles susilieja į kompaktiškus kūnus, vadinamus neutroninėmis žvaigždėmis. Kartu su juodosiomis skylėmis neutroninės žvaigždės yra vienas iš galimų masyvios žvaigždės mirties pasekmių, kai žvaigždė sprogsta kaip supernova ir palieka likučius. Nors LIGO ir anksčiau matė užuominų apie galimą juodųjų skylių ir neutroninių žvaigždžių susijungimą, tik šiais metais du signalai įtikinamai įrodė, kad tokie susijungimai vyksta.
Abu signalai buvo aptikti 2020 m. sausio mėn., maždaug 10 dienų skirtumu. Pirmuoju atveju juodoji skylė, kurios masė šešis kartus didesnė už Saulės masę, absorbavo neutroninę žvaigždę, kurios masė pusantro karto didesnė už Saulės masę, o antruoju atveju juodoji skylė, kurios masė devynis kartus didesnė už Saulės masę. Saulė ir neutroninė žvaigždė, kurios masė dvigubai didesnė už Saulės.
Redaktoriaus rekomendacija: Astrofizikai pirmą kartą atsekė neutroninių žvaigždžių ir juodųjų skylių susiliejimą
Ankstyvosios juodosios skylės sukelia audras
Beveik kiekvienos žinomos galaktikos centre yra supermasyvi juodoji skylė, o tai rodo glaudų ryšį tarp dviejų kosminių objektų. Tačiau mokslininkai vis dar nesupranta, kaip juodoji skylė veikia jos galaktikos šeimininką. Birželį paskelbtame tyrime nustatyta, kad didelio greičio vėjas pučia iš 13 milijardų metų senumo galaktikos, beveik tokios pat senos kaip pati visata. Tai yra anksčiausiai atrastas galaktikos vėjo pavyzdys, kuris išsiveržia iš supermasyvių juodųjų skylių, kai jos sugeria aplinkines dujas ir dulkes.
Be to, galingi vėjai, judantys maždaug 1,8 milijono km/h greičiu, juda pakankamai greitai, kad išpūstų medžiagą per galaktiką ir greičiausiai trukdytų žvaigždžių formavimuisi. Tai rodo, kad galaktikos ir jų juodosios skylės turi senovinį ir labai glaudų ryšį.
Taip pat skaitykite: Mokslininkai aptiko rentgeno spinduliuotę už juodosios skylės įvykių horizonto
Šviesos aidai įrodo, kad Einšteinas teisus
Stephenas Hawkingas nebuvo vienintelis šiais metais užkariavęs juodąsias skyles. Liepą astronomai nufilmavo rentgeno spindulius, sklindančius iš supermasyvios juodosios skylės, esančios Cvikio spiralinės galaktikos centre, esančioje už 1,8 mlrd. šviesmečių. Tyrėjai ne tik aptiko šviesą, sklindančią iš juodosios skylės priekio, bet ir sugebėjo rasti keistų šviesos aidų, kurių iš pradžių negalėjo aptikti.
Atrodė, kad jie sklinda iš juodosios skylės galo, o tai reiškia, kad milžiniška būtybė taip deformavo erdvėlaikio audinį, kad šviesa buvo traukiama iš vienos juodosios skylės pusės į kitą. Šis procesas tiksliai atitinka tai, ko būtų galima tikėtis iš Einšteino bendrosios reliatyvumo teorijos, tačiau jis dar nebuvo galutinai atrastas.
Ateiviai gali panaudoti juodosios skylės galią
Mokslininkai nebijo daryti prielaidų, jei jos pagrįstos atitinkamais duomenimis. Rugpjūčio mėnesį Taivano astronomų grupė pasiūlė, kad technologiniai ateiviai galėtų paimti energiją iš juodųjų skylių naudodami hipotetines žvaigždę supančias Dysono sferas. Nors juodosios skylės laikomos tamsiomis, jos išskiria didelius energijos kiekius, nes minta aplinkine medžiaga, kuri įkaista ir skleidžiama kaip šviesa.
Astronomai domėjosi, ar nežemiškos rūšys galėtų aplink juodąją skylę pastatyti orbitines platformas, padengtas kažkuo, pavyzdžiui, saulės baterijomis, kad sugertų jos energijos sprogimus. Kadangi juodosios skylės yra mažesnės už žvaigždes, tai leistų ateiviams sutaupyti statybinių medžiagų ir galbūt sukauptų neįtikėtinus energijos kiekius.
Daugiau informacijos: Kas yra Dysono sfera ir kodėl jos nesukūrėme?
Klajojančios juodosios skylės gali įsikurti mūsų galaktikoje
Paukščių tako pakraštyje gali slypėti apie 12 supermasyvių, nematomų juodųjų skylių. Tokia išvada buvo padaryta rugpjūtį, kai mokslininkai paskelbė naujo galaktikų susidūrimų modeliavimo rezultatus. Per tokius didžiulius įvykius dėl gravitacinių jėgų supermasyvios juodosios skylės, sveriančios milijonus ar milijardus kartų daugiau nei Saulė, gali skristi ir klaidžioti po rašalinę kosmoso gelmę.
Kai kurios iš jų ilgainiui gali įsikurti galaktikų, tokių kaip mūsų, halose, o Paukščių Tako dydžio galaktikoje vidutiniškai yra apie 12 galaktikų. Astronomai tikisi išsiaiškinti, kaip ieškoti šių pasiklydusių milžinų, kad patikrintų jų modeliavimo tikslumą.
Taip pat skaitykite: Už mūsų galaktikos esančiame žvaigždžių spiečiuje buvo aptikta juodoji skylė
Aptikta artimiausia juodųjų skylių pora
Gruodį teleskopai užfiksavo įrodymus, kad egzistuoja artimiausia mūsų planetai juodųjų skylių pora, skriejančių viena kitą maždaug 89 milijonų šviesmečių atstumu nuo Žemės Vandenio žvaigždyne. Ankstesnė rekordinė juodųjų skylių pora yra penkis kartus toliau nei ši, o tai reiškia, kad mokslininkai turi galimybę tyrinėti tokias sistemas išsamiau nei anksčiau. Abu dueto nariai yra sunkiaatlečiai – didesnės masė siekia beveik 154 milijonus Saulės, o mažesnė už mūsų žvaigždę yra 6,3 milijono kartų masyvesnė.
Jie skrieja vienas apie kitą tik 1600 šviesmečių atstumu – kosminiais standartais tai yra menka suma ir dar vienas rekordas, rodantis, kad po 250 milijonų metų jie susilies į vieną milžinišką juodąją skylę.
Skaityti daugiau: Labai didelis teleskopas atrado artimiausią supermasyvių juodųjų skylių porą
Juodoji skylė per didelė savo galaktikai
Mažytėje galaktikoje, skriejančioje aplink mus maždaug už 820 50 šviesmečių, atrodo, yra kažkas keisto. Nykštukinėje galaktikoje Leo I, kuri yra XNUMX kartų mažesnė už Paukščių Taką, yra supermasyvi juodoji skylė, kurios masė beveik tokia pati kaip ir Paukščių Tako centre esančios juodosios skylės masė. Astronomai stebisi, kaip tokia didelė juodoji skylė atsidūrė tokioje mažoje galaktikoje.
„Nėra jokio paaiškinimo, kodėl nykštukinėse sferoidinėse galaktikose egzistuoja tokio tipo juodosios skylės“, – sakoma Maria Jose Bustamante, Teksaso universiteto Ostine astronomijos magistrantė. Turėsime palaukti ateinančius kelerius metus, kad tiksliai suprastume, ką tai reiškia juodųjų skylių ir galaktikų evoliucijai.
Taip pat skaitykite:
- Ar juodosios skylės susidarė iškart po Didžiojo sprogimo?
- Labai didelis teleskopas atrado artimiausią supermasyvių juodųjų skylių porą
Ačiū už įdomų straipsnį! Jei taip pat pakeisite "pažiūrėk" į "view", bus puiku :)
Taip, ačiū :)
Pagrindinis atradimas yra tai, kad juodosios skylės neegzistuoja. Galaktikų centruose yra kvarkai, susintetinti iš stygų Visatos centre.
https://www.youtube.com/watch?v=tFUM3vAlaGc
gerai :)
Greitai pasimatysime, Julija, laimingų Naujųjų metų. Tikiuosi, kad Naujaisiais metais negirdėtai išvystyto loginio mąstymo dėka pasaulio mokslą pakreipsime tinkama linkme. ))