Надмасивні чорні діри: астрофізики розкрили важливий секрет пожирачів матерії

Чорні діри являють собою унікальні астрономічні об'єкти з такою сильною гравітацією, що ніщо, навіть світло, не може їх покинути. Найбільші чорні діри можуть мати масу, яка в мільйони і мільярди разів більша за масу Сонця. Такі гігантські об'єкти називаються надмасивними чорними дірами і знаходяться в центрах галактик. Чумацький Шлях не є винятком. Але як чорні діри стають надмасивними? Астрофізики з Університету штату Пенсільванія, США, зазирнули в минуле Всесвіту, якому 13,8 млрд років, щоб з'ясувати, як зростали надмасивні чорні діри з перших днів історії космосу до сьогодні. Вчені створили модель історії зростання надмасивних чорних дір, за останні 12 млрд років, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Існує два способи зростання надмасивних чорних дір: вони можуть поглинати матерію зі своїх галактик і в такий спосіб набирати масу або ж можуть зливатися одна з одною під час зіткнення галактик.

Коли надмасивні чорні діри поглинають матерію, вони випускають дуже сильне рентгенівське випромінювання, яке не можна побачити неозброєним оком. Але це випромінювання виходить не з самої чорної діри, а з оточуючого її газу. Коли цей газ притягує до себе чорна діра, то він нагрівається і світиться. Що більше матерії притягує чорна діра, то більше рентгенівського випромінювання вона випускає.

Вчені використовували дані кількох рентгенівських телескопів, які вловлювали випромінювання, що виходить від надмасивних чорних дір. Завдяки цьому астрофізики змогли оцінити наскільки швидко ростуть надмасивні чорні діри, поглинаючи матерію.

У середньому надмасивна чорна діра може за рік поглинути стільки ж маси, скільки важить Сонце, але точне значення залежить від різних факторів. Дані показують, що середня швидкість зростання чорної діри за мільйони років тісно пов'язана з масою всіх зірок у її галактиці. Як уже було сказано вище, чорні діри також можуть стати величезними за рахунок злиття з іншою чорною дірою.

Астрофізики у своєму дослідженні об'єднали два механізми зростання чорних дір, щоб побудувати загальну модель того, як вони набирали масу за мільярди років.

Результати показали, що надмасивні чорні діри росли набагато швидше мільярди років тому, коли Всесвіт був молодшим. У ранній історії космосу у Всесвіті було більше газу, який могли споживати надмасивні чорні діри, а тому їхнє зростання прискорювалося. У міру старіння Всесвіту газу ставало менше, а зростання надмасивних чорних дір сповільнювалося. За словами вчених, приблизно 8 млрд років тому кількість надмасивних чорних дір стабілізувалася, і відтоді вона істотно не збільшилася.

За словами вчених, коли у Всесвіті стало занадто мало газу для зростання надмасивних чорних дір, то вони могли продовжити набирати масу тільки за рахунок злиття з іншою чорною дірою. Але таких злиттів, як показало моделювання, відбувалося після стабілізації кількості цих об'єктів не так і багато. У середньому наймасивніші чорні діри можуть накопичувати масу внаслідок злиття зі швидкістю 1 маса Сонця за кілька десятиліть.

Це дослідження допомогло астрофізикам зрозуміти, як понад 90% маси чорних дір накопичилося за останні 12 млрд років. Але потрібно ще з'ясувати, як чорні діри росли в дуже ранньому Всесвіті, щоб пояснити кілька відсотків маси чорних дір, які залишилися.

Як уже писав Фокус, фізики вважають, що переміщення з надсвітловою швидкістю в космосі можливе - варп-двигун існує. Фізики з'ясували, як виявити пристрій, що допомагає долати величезні відстані в космосі.

Також Фокус писав про нову гіпотезу американського фізика Аві Леба, який вважає, що позаземні цивілізації можуть створювати штучні чорні діри для того, щоб отримувати безмежну енергію.