Головна / Всесвіт / Вчені знайшли чорну діру з неймовірно величезною масою

Вчені знайшли чорну діру з неймовірно величезною масою

Одні з найзагадковіших об’єктів у Всесвіті, чорні діри, які регулярно залучають до себе увагу. Ми знаємо, що вони стикаються, зливаються, змінюють яскравість, і навіть випаровуються. А ще, в теорії, чорні діри можуть зв’язувати між собою Всесвіти за допомогою червоточини. Проте, всі наші знання і припущення про ці масивні об’єкти можуть виявитися неточними. Нещодавно в науковому співтоваристві з’явилися чутки про те, що вчені отримали сигнал, який виходить від чорної діри, розмір і маса якої настільки величезні, що її існування фізично неможливо.

Надмасивні чорні діри

Чорна діра — це місце в просторі-часу, потрапивши в яке на свободу жоден об’єкт вибратися вже не зможе. Більш того, навіть фотони світла залишаться там назавжди. Кожна чорна діра володіє великою масою і неймовірним гравітаційним притяганням. Настільки сильним, що те, що знаходиться за горизонтом подій, назавжди залишиться для нас загадкою. Розростаючись, чорні діри утворюють ядра більшості галактик.

Надмасивними чорними дірами заведено вважати об’єкти масою близько 105 і вище мас Сонця. В галактиці NGC 4889 в сузір’ї Волосся Вероніки розташувалася найважча надмасивна чорна діра з відомих сьогодні. Її маса становить близько 21 млрд сонячних мас. Це справжнісінький космічний монстр.

Ученые нашли черную дыру невозможно огромной массы
В центрі зображення еліптична галактика NGC 4889 в сузір’ї Волосся Вероніки

Зазначимо, що надмасивні чорні діри, які перевищують масу нашого Сонця в мільйони і мільярди разів, обертаються в центрах галактик, що утворилися в ранньому Всесвіту різними і таємничими способами. Загальноприйнятої теорії утворення чорних дір такої маси поки немає.

Неймовірний космічний монстр

Зважаючи на відсутність єдиної теорії формування надмасивних чорних дір, ці об’єкти залишаються однією з головних загадок сучасності. Нещодавно фізики, які вивчають чорні діри, схвильовано обговорювали повідомлення про те, що детектори LIGO і Virgo, які в 2017 році виявили гравітаційні хвилі, нещодавно вловили сигнал, що виходить від несподівано величезної чорної діри, маса якої вважалася фізично неможливою.

Ученые нашли черную дыру невозможно огромной массы
На фото лазерно-інтерферометрична гравітаційно-хвильова обсерваторія Ligo

Річ у тому, що деякі чорні діри утворюються в результаті вибуху наднових зірок. Це відбувається в тому випадку, якщо маса наднової перевищує 20 сонячних мас. Ті наднові, чия маса перевищує масу Сонця в 8 разів після вибуху перетворюються в нейтронні зірки. Однак, коли ядро вмираючої зірки дуже важке, воно гравітаційно не руйнується в чорну діру. Замість цього зірка піддасться повторному вибуху, який повністю знищить її за лічені секунди, нічого не залишивши позаду. Таким чином, наявність надмасивних чорних дір, що обертаються не в центрах галактик, маса яких перевищує 130 сонячних мас вважається неможливим.

Вчені ґрунтуються на дослідженні 2002 року про вибухи наднових зірок з парною нестабільністю. Отримані в ході дослідження дані вважаються остаточними.

Однак, щоб утворилася чорна діра, яка перевищує 130 сонячних мас, повинна була народитися і загинути зірка, масою понад 300 сонць. Такі гіганти зустрічаються на просторах Всесвіту вкрай рідко. З цієї причини більшість експертів припускали, що чорні діри, виявлені LIGO і Virgo, повинні досягати максимуму приблизно при 50 сонячних масах.

Але Карл Родрігес з Массачусетського технологічного інституту і Сурав Чаттерджі з Інституту фундаментальних досліджень Тата в Мумбаї, роблять ставку на те, що є обхідний шлях для формування чорних дір настільки великих розмірів. В той час, як більшість чорних дір, які стикаються, імовірно, виникли як пари ізольованих зірок (подвійні зоряні системи широко поширені в космосі), Родрігес і його колеги стверджують, що частина виявлених зіткнень відбувається в щільних зоряних системах, наприклад, у кульових скупченнях.

Чорні діри, що обертаються неподалік один від одного, іноді зливаються в одну велику. Всередині кульового скупчення чорна діра з масою 50 сонць може злитися, наприклад, з діркою, чия маса становить 30 сонць, і тоді отриманий гігант може знову злитися з найближчою до нього чорною дірою. Дослідники називають це «злиттям другого покоління». Сигнал йде саме від такого гіганта, вважають дослідники, і зафіксували LIGO і Virgo.

Чи мають рацію вчені

Команда вчених LIGO і Virgo, як правило, швидко оголошує про кожну потенційну подію, наприклад, про виявлення гравітаційних хвиль. Вчені роблять для того, щоб їх колеги теж почали працювати в цьому напрямку.

Однак, на сьогодні ніяких офіційних заяв від команди LIGO не надходило. При цьому, представники LIGO планують розповісти світу про передбачувані розміри об’єктів, які стикаються, не пізніше весни 2020 року. Якщо чорна діра занадто великого розміру входить в число отриманих командою даних, аналіз виявить, як швидко оберталася діра і її супутник при зіткненні. На думку вчених, ця інформація допоможе зрозуміти історію походження хоча б одного зі зіткнувших об’єктів.