Седмица на черните дупки 2023: Серия спиращи дъха визуализации на НАСА (видео)

Ваня Милева Последна промяна на 04 май 2023 в 00:01 5775 0

Не всички черни дупки са еднакви

Кредит NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Не всички черни дупки са еднакви. Скрийншот от анимацията на НАСА.

Като част от "Седмицата на черните дупки 2023", обявена от НАСА от 1-ви до 5-ти май, Лабораторията за концептуални изображения към Центъра за космически полети "Годард" показа красива анимация, сравняваща размера на някои свръхмасивни черни дупки с размера на планетарните орбити в Слънчевата система.

Черните дупки се смятат за най-загадъчните космически обекти във Вселената. Те всъшност не са дупки, а огромни концентрации на материя, събрани в много малко пространство. Повърхността на черна дупка се нарича хоризонт на събитията. Тази повърхност не е като повърхността на Земята или Слънцето. Хоризонтът на събитията е граница, която съдържа цялата материя, изграждаща черната дупка. Тъй като черната дупка е толкова плътна, гравитацията точно под нейната повърхност, хоризонтът на събитията, става толкова силна, че нищо, дори светлината, не може да избяга през нея. Тези ефекти произвеждат "сянка" около два пъти по-голяма от истинския хоризонт на събитията на черната дупка.

Нова анимация на НАСА показва сянката на десет свръхмасивни черни дупки в сравнение със слънчевата система. Тези чудовища дебнат в центровете на повечето големи галактики, включително нашия Млечен път. Те имат широк диапазон маси - от малки (черната дупка J1601+3113 с маса 100 000 слънчеви маси) до големи (TON 618 с маса 60 милиарда слънчеви маси). 

Теоретичната горна граница на масата на черните дупки е около 50 милиарда слънчеви маси, но Вселената нерядко опровергава теоретичните прогнози. При тази маса черната дупка би имала радиус на Шварцшилд от над 1300 астрономически единици. За сравнение Плутон има орбита, която се намира на около 40 астрономически единици от Слънцето. Това нещо би погълнало Слънчевата система стотици пъти, но е на безопасно разстояние от 10,8 милиарда светлинни години. (вж "Най-големите чудовища във Вселената: Черна дупка с маса 30 милиарда тази на Слънцето")

В анимацията се появяват и добре познатите ни и вече заснети черни дупки Sgr A* и M87*.

Показаните черни дупки, които варират от 100 000 до повече от 60 милиарда пъти масата на нашето Слънце, са мащабирани според размерите на техните сенки – кръгла зона, около два пъти по-голяма от техните хоризонти на събитията. Само един от тези колосални обекти се намира в нашата собствена галактика и е на 26 000 светлинни години от нас. По-малките черни дупки са показани в синкави цветове, защото се очаква техният газ да е по-горещ от този, който обикаля по-големите. Учените смятат, че всички тези обекти светят най-интензивно в ултравиолетова светлина. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Според данните, споделени от НАСА, вероятно има десетки милиони черни дупки, разпръснати около Млечния път. Досега обаче са идентифицирани само няколко десетки.

Откритите досега обикновено са съчетани със звезда, взаимодействаща по начин, който разкрива присъствието на черната дупка.

Най-известните системи с черни дупки в нашата галактика и нейния съсед, Големия Магеланов облак. Тази визуализация представя 22 рентгенови бинарни системи, които съдържат потвърдени черни дупки в същия мащаб, като орбитите им са ускорени с около 22 000 пъти. Всяка система е показана както я виждаме от Земята. Цветовете на звездите, вариращи от синьо-бяло до червеникаво, представят температури от 5 пъти по-горещи до 45% по-студени от нашето Слънце. В повечето от тези системи поток от материя от звездата образува акреционен диск около черната дупка. В други, като системата, наречена Cygnus X-1, звездата произвежда огромен поток, който е частично пометен от гравитацията на черната дупка, образувайки диска. За акреционните дискове е използвана различна цветова схема, защото имат дори по-високи температури от звездите. Най-големият показан диск, принадлежащ към двойна система, наречена GRS 1915, обхваща разстояние, по-голямо от това, което разделя Меркурий от нашето Слънце. Самите черни дупки са показани по-големи, отколкото са в действителност, като се използват сфери, мащабирани така, че да отразяват масите им. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Как да намерим черна дупка?

Тъй като черните дупки не излъчват и не отразяват светлина, те са невидими за телескопите. Учените откриват и изучават черни дупки основно въз основа на това как те влияят на заобикалящата ги среда. НАСА споделя четири начина за откриване на черна дупка:

1. Черните дупки могат да бъдат заобиколени от пръстени от газ и прах, наречени акреционни дискове, които излъчват светлина с много дължини на вълните, включително рентгенови лъчи.

2. Интензивната гравитация на свръхмасивна черна дупка може да накара звездите да обикалят около нея по определен начин.

3. Когато много масивни обекти се ускоряват в пространството, те създават вълни в тъканта на пространство-времето, наречени гравитационни вълни. Учените могат да открият някои от тях чрез ефекта на вълните върху детекторите.

4. Масивни обекти като черни дупки могат да се огъват и изкривяват светлината от по-отдалечени обекти. Този ефект, наречен гравитационна леща, може да се използва за намиране на изолирани черни дупки, които иначе са невидими.

Екстремната гравитация на черната дупка изкривява светлината, излъчвана от различни области на акреационния диск, създавайки деформиран вид. 360-градусово завъртане и пауза, когато изгледът е почти на ръба. Кредит: NASA’s Goddard Space Flight Center/Jeremy Schnittman

И така, НАСА ще споделя изображения на черни дупки през цялата седмица. Седмицата на черните дупки е създадена през 2019 г. от НАСА за по-задълбочено представяне на черните дупки в социалните медии.

Източник: NASA Animation Sizes Up the Universe’s Biggest Black Holes, NASA 

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !