1971 m. anglų astronomai Donaldas Lyndenas-Bellas ir Martinas Reesas iškėlė hipotezę, kad supermasyvi juodoji skylė (SMBH) yra mūsų centre. Paukščių Tako galaktika . Tai buvo pagrįsta jų darbu su radijo galaktikomis, kurie parodė, kad didžiuliai šių objektų išspinduliuoti energijos kiekiai atsirado dėl dujų ir medžiagos, susikaupusios ant jų centre esančios juodosios skylės.
Iki 1974 m. buvo rasti pirmieji šio SMBH įrodymai, kai astronomai aptiko didžiulį radijo šaltinį, sklindantį iš mūsų galaktikos centro. Šis regionas, kurį jie pavadino Šaulys A* , yra daugiau nei 10 milijonų kartų masyvesnė už mūsų Saulę. Nuo pat jo atradimo astronomai rado įrodymų, kad daugumos stebimos Visatos spiralinių ir elipsinių galaktikų centruose yra supermasyvių juodųjų skylių.
Apibūdinimas:
Supermasyvios juodosios skylės (SMBH) skiriasi nuo mažesnės masės juodųjų skylių įvairiais būdais. Pirmiausia, kadangi SMBH masė yra daug didesnė nei mažesnės juodosios skylės, jos taip pat turi mažesnį vidutinį tankį. Taip yra dėl to, kad visų sferinių objektų tūris yra tiesiogiai proporcingas spindulio kubui, o mažiausias juodosios skylės tankis yra atvirkščiai proporcingas masės kvadratui.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/transcoded/d/db/Artist%E2%80%99s_impression_of_a_supermassive_black_hole_at_the_centre_of_a_galaxy.webm/Artist%E2%80_99sive_impression_of_sat_super_super_impression_of_satof_super_super_impression_of_satof_super_galaxy.4Be to, potvynių ir atoslūgių jėgos netoli įvykių horizonto yra žymiai silpnesnės masyvioms juodosioms skylėms. Kaip ir tankio atveju, kūno potvynio jėga įvykio horizonte yra atvirkščiai proporcinga masės kvadratui. Tokiu būdu objektas nepatirtų didelės potvynio jėgos, kol jis nepatektų labai giliai į juodąją skylę.
Formavimas:
Kaip formuojasi MVĮ, tebėra daugybės mokslinių diskusijų objektas. Astrofizikai iš esmės mano, kad jie yra juodųjų skylių susijungimo ir materijos kaupimosi rezultatas. Tačiau iš kur atsirado šių juodųjų skylių „sėklos“ (ty pirmtakai), kyla nesutarimų. Šiuo metu akivaizdžiausia hipotezė, kad tai yra kelių sprogusių masyvių žvaigždžių liekanos, kurios susidarė susikaupus medžiagai galaktikos centre.
Kita teorija teigia, kad prieš susiformuojant pirmosioms žvaigždėms mūsų galaktikoje, didelis dujų debesis subyrėjo į „qausi žvaigždę“, kuri tapo nestabili radialiniams trikdžiams. Tada ji virto maždaug 20 Saulės masių juodąja skyle, kuriai nereikėjo supernovos sprogimo. Laikui bėgant ji greitai kaupė masę, kad taptų tarpine, o paskui supermasine juodąja skyle.
Dar kitame modelyje tankus žvaigždžių spiečius patyrė šerdies žlugimą dėl greičio sklaidos jo šerdyje, kuri įvyko reliatyvistiniu greičiu dėl neigiamos šiluminės talpos. Galiausiai, yra teorija, kad pirminės juodosios skylės galėjo atsirasti tiesiogiai dėl išorinio slėgio iškart po Didžiojo sprogimo. Šios ir kitos teorijos kol kas tebėra teorinės.
Šaulys A*:
Daugybė įrodymų rodo, kad mūsų galaktikos centre yra SMBH. Nors nebuvo atlikta jokių tiesioginių Šaulio A* stebėjimų, jo buvimas buvo padarytas iš jo įtakos aplinkiniams objektams. Ryškiausias iš jų yra S2, žvaigždė, skriejanti elipsės formos orbita aplink Šaulio A* radijo šaltinį.
S2 orbitos periodas yra 15,2 metų ir jis pasiekia minimalų 18 milijardų km (11,18 milijardų mylių, 120 AU) atstumą nuo centrinio objekto centro. Tai gali paaiškinti tik supermasyvus objektas, nes negalima įžvelgti jokios kitos priežasties. O iš S2 orbitos parametrų astronomai sugebėjo įvertinti objekto dydį ir masę.
Pavyzdžiui, dėl S2 judesių astronomai apskaičiavo, kad objektas, esantis jo orbitos centre, turi turėti ne mažiau kaip 4,1 milijono Saulės masių (8,2 × 10³³ metrinių tonų; 9,04 × 10³³ JAV tonų). Be to, šio objekto spindulys turėtų būti mažesnis nei 120 AU, kitaip S2 susidurtų su juo.
Tačiau geriausius įrodymus iki šiol pateikė 2008 m Maxo Plancko nežemiškos fizikos institutas ir UCLA Galaktikos centro grupė . Naudojant duomenis, gautus per 16 metų ESO Labai didelis teleskopas ir Keck teleskopas , jie galėjo ne tik tiksliai įvertinti atstumą iki mūsų galaktikos centro (27 000 šviesmečių nuo Žemės), bet ir nepaprastai tiksliai sekti ten esančių žvaigždžių orbitas.
Kaip Reinhardas Genzelis, Max-Planck-Nežemiškos fizikos instituto komandos vadovas sakė :
“Neabejotinai įspūdingiausias mūsų ilgalaikio tyrimo aspektas yra tai, kad jis pateikė tai, kas dabar laikoma geriausiais empiriniais įrodymais, kad supermasyvios juodosios skylės tikrai egzistuoja. Žvaigždžių orbitos Galaktikos centre rodo, kad keturių milijonų Saulės masių centrinė masė turi būti juodoji skylė, be jokių pagrįstų abejonių.
Pasirodė dar vienas Šaulio A* buvimo požymis 2015 m. sausio 5 d , kai NASA pranešė apie rekordinį rentgeno spindulių pliūpsnį, sklindantį iš mūsų galaktikos centro. Remiantis skaitymais iš Chandra rentgeno observatorija , jie pranešė, kad emisijos buvo 400 kartų ryškesnės nei įprastai. Manoma, kad tai atsirado dėl asteroido, įkritusio į juodąją skylę, arba dėl magnetinio lauko linijų įsipainiojimo į ją įtekančiose dujose.
Kitos galaktikos:
Astronomai taip pat rado įrodymų, kad SMBH yra kitų vietinės grupės galaktikų centre ir už jos ribų. Tai apima netoliese esančius Andromedos galaktika ( M31 ) ir elipsinė galaktika M32 , ir tolimoji spiralinė galaktika NGC 4395 . Tai pagrįsta tuo, kad žvaigždės ir dujų debesys, esantys netoli šių galaktikų centro, rodo pastebimą greičio padidėjimą.
Kitas požymis yra Aktyvūs galaktikos branduoliai (AGN), kur periodiškai aptinkami didžiuliai radijo, mikrobangų, infraraudonųjų, optinių, ultravioletinių (UV), rentgeno ir gama spindulių bangų bangų pliūpsniai, sklindantys iš šaltos medžiagos (dujų ir dulkių) sričių, esančių didesnių spindulių centre. galaktikos. Nors spinduliuotė sklinda ne iš pačių juodųjų skylių, manoma, kad priežastis yra tokio didžiulio objekto įtaka aplinkinėms medžiagoms.
Trumpai tariant, dujos ir dulkės formuoja akrecijos diskus galaktikų, skriejančių aplink supermasyvias juodąsias skyles, centre, palaipsniui maitindamos jas medžiaga. Neįtikėtina gravitacijos jėga šioje srityje suspaudžia disko medžiagą, kol ji pasiekia milijonus kelvinų laipsnių, generuodama ryškią spinduliuotę ir elektromagnetinę energiją. Virš akrecinio disko taip pat susidaro karštos medžiagos vainikas, kuris gali išsklaidyti fotonus iki rentgeno energijos.
SMBH besisukančio magnetinio lauko ir akrecinio disko sąveika taip pat sukuria galingus magnetinius srautus, kurie reliatyvistiniu greičiu (ty reikšminga šviesos greičio dalimi) iššauna medžiagą virš ir žemiau juodosios skylės. Šie purkštukai gali tęstis šimtus tūkstančių šviesmečių ir yra antras galimas stebimos spinduliuotės šaltinis.
Kai Andromedos galaktika susilieja su mūsų galaktika po kelių milijardų metų supermasyvi juodoji skylė, esanti jos centre, susilies su mūsų pačių, sukurdama daug masyvesnę ir galingesnę. Tikėtina, kad dėl šios sąveikos iš mūsų jungtinės galaktikos išmes kelios žvaigždės (kurios gamina nesąžiningas žvaigždes), o mūsų galaktikos branduolys (kuris šiuo metu yra neaktyvus) gali vėl tapti aktyviu.
Juodųjų skylių tyrimai vis dar tik pradedami tyrinėti. Ir tai, ko išmokome vien per pastaruosius kelis dešimtmečius, buvo ir įdomu, ir kėlė siaubą. Nesvarbu, ar juodosios skylės yra mažesnės, ar supermasyvios, jos yra neatsiejama mūsų Visatos dalis ir atlieka aktyvų vaidmenį jos evoliucijoje.
Kas žino, ką rasime, kai žvelgsime giliau į Visatą? Galbūt kada nors mes, technologijos ir įžūlumas, egzistuosime, kad galėtume pabandyti pasiekti viršūnę po įvykių horizonto šydu. Ar galite įsivaizduoti, kad tai vyksta?
„Universe Today“ parašėme daug įdomių straipsnių apie juodąsias skyles. Štai Be bet kokių pagrįstų abejonių: mūsų galaktikos centre gyvena supermasyvi juodoji skylė , Rentgeno spinduliuotės aidas atskleidžia supermasyvų juodosios skylės torą , Kaip pasverti supermasyvią juodąją skylę? Paimkite jo temperatūrą , ir Kas atsitinka, kai susiduria supermasyvios juodosios skylės?
Astronomija taip pat pateikė keletą svarbių epizodų šia tema. Štai 18 serija: didelės ir mažos juodosios skylės , ir 98 serija: kvazarai .
Daugiau tyrinėti: Astronomy Cast epizodai Kvazarai , ir Juodosios skylės didelės ir mažos .
Šaltiniai: