Зовсім недавно науці стало достовірно відомо, що ж таке чорна діра. Але ледь вчені розібралися з цим феноменом Всесвіту, на них звалився новий, куди більш складний і заплутаний: надмасивна чорна діра, яку і чорною-то не назвеш, а швидше сліпко білою. Чому? А тому, що саме таке визначення дали центру кожної галактики, який світиться і сяє. Але варто туди потрапити, і крім чорноти, нічого не залишається. Що ж це за головоломка така?
Пам'ятка про чорні діри
Достеменно відомо, що проста чорна діра - це колись світила зірка. На певному етапі існування її гравітаційні сили стали непомірно збільшуватися, при цьому радіус залишався колишнім. Якщо раніше зірку «» розпирало «», і вона росла, то тепер сили, зосереджені в її ядрі, почали притягувати до себе всі інші складові. Її краї «» завалюються «» на центр, утворюючи неймовірної сили колапс, який і стає чорною дірою. Такі «колишні зірки» вже не світять, а є абсолютно зовні непомітними об'єктами Всесвіту. Але вони дуже відчутні, оскільки поглинають буквально все, що потрапляє в їх гравітаційний радіус. Невідомо, що криється за таким горизонтом подій. Виходячи з фактів, будь-яке тіло настільки величезна гравітація буквально розчавить. Однак останнім часом не тільки фантасти, але і вчені дотримуються думки про те, що це можуть бути своєрідні космічні тунелі для подорожей на великі відстані.
Що ж таке квазар
Подібними властивостями володіє надмасивна чорна діра, іншими словами, квазар. Це ядро галактики, у якого є надпотужне гравітаційне поле, що існує за рахунок своєї маси (мільйони або мільярди мас Сонця). Принцип формування надмасивних чорних дір поки встановити не вдалося. Згідно з однією версією, причиною такого колапсу служать занадто стислі газові хмари, газ в яких гранично розряджений, а температура неймовірно висока. Друга версія - це прирощення мас різних малих чорних дір, зірок і хмар до єдиного гравітаційного центру.
Наша галактика
Надмасивна чорна діра в центрі Чумацького Шляху не входить в розряд найпотужніших. Справа в тому, що сама галактика має спіралевидну структуру, що, в свою чергу, змушує всіх її учасників перебувати в постійному і досить швидкому русі. Таким чином, гравітаційні сили, які могли б бути зосереджені виключно в квазарі, як би розсіюються, і від краю до ядра збільшуються рівномірно. Нескладно здогадатися, що справи в еліптичних або, скажімо, неправильних галактиках, йдуть протилежним чином. На «околицях» простір вкрай розряджений, планети і зірки практично не рухаються. А ось в самому квазарі життя буквально б'є ключем.
Параметри квазара Чумацького Шляху
Використовуючи метод радіоінтерферометрії, дослідники змогли розрахувати масу надмасивної чорної діри, її радіус і гравітаційну силу. Як було зазначено вище, наш квазар тьмяний, суперпотужним його назвати важко, але навіть самі астрономи не очікували, що справжні результати будуть такими. Отже, Стрілець А * (так названо ядро) прирівнюється до чотирьох мільйонів сонячних мас. Більш того, за очевидними даними, ця чорна діра навіть не поглинає матерію, а об'єкти, які знаходяться в її оточенні, не нагріваються. Також був підмічений цікавий факт: квазар буквально потопає в газових хмарах, матерія яких вкрай розряджена. Можливо, зараз лише починається еволюція надмасивної чорної діри нашої галактики, і через мільярди років вона стане справжнім гігантом, який притягуватиме не тільки планетарні системи, але й інші, більш дрібні зоряні скупчення.
Наскільки малою не була б маса нашого квазара, найбільше вчених вразив його радіус. Теоретично таку відстань можна подолати за кілька років на одному із сучасних космічних кораблів. Розміри надмасивної чорної діри трохи перевищують середню відстань від Землі до Сонця, а саме становлять 1,2 астрономічні одиниці. Гравітаційний радіус цього квазара в 10 разів менше основного діаметру. При таких показниках, природно, матерія просто не зможе сингулювати до тих пір, поки безпосередньо не перетне горизонт подій.
Парадоксальні факти
Галактика Чумацький Шлях відноситься до розряду молодих і нових зоряних скупчень. Про це свідчить не тільки її вік, параметри і положення на відомій людині карті космосу, але і потужність, якою володіє її надмасивна чорна діра. Однак, як виявилося, «смішні» параметри можуть мати не тільки молоді космічні об'єкти. Безліч квазарів, які володіють неймовірною потужністю і гравітацією, дивують своїми властивостями:
- Звичайне повітря часто має більшу щільність, ніж надмасивні чорні діри.
- Потрапляючи на горизонт подій, тіло не буде відчувати приливних сил. Справа в тому, що центр сингулярності знаходиться досить глибоко, і щоб досягти його, доведеться виконати довгий шлях, навіть не підозрюючи, що зворотної дороги вже не буде.
Гіганти нашого всесвіту
Одним з найбільш об'ємних і старих об'єктів в космосі є надмасивна чорна діра в квазарі OJ 287. Це ціла лацертида, розташована в сузір'ї Рака, яка, до речі, дуже погано видна з Землі. У її основі лежить подвійна система чорних дір, отже, є два горизонти подій і дві точки сингулярності. Більший об'єкт має масу 18 мільярдів мас Сонця, практично як у невеликої повноцінної галактики. Цей компаньйон статичний, обертаються лише об'єкти, які потрапляють в його гравітаційний радіус. Менша система важить 100 мільйонів мас Сонця, а також має період поводження, який становить 12 років.
Небезпечне сусідство
Галактики OJ 287 і Чумацький Шлях, як було встановлено, є сусідами - відстань між ними становить приблизно 3,5 мільярда світлових років. Астрономи не виключають і тієї версії, що в найближчому майбутньому ці два космічних тіла зіткнуться, утворивши складну зоряну структуру. За однією з версій, саме через зближення з подібним гравітаційним гігантом рух планетарних систем у нашій галактиці постійно прискорюється, а зірки стають гарячішими і активнішими.
Надмасивні чорні діри насправді білі
На самому початку статті було порушено дуже делікатне питання: колір, в якому перед нами постають найпотужніші квазари, складно назвати чорним. Неозброєним оком навіть на найпростішій фотографії будь-якої галактики видно, що її центр - це величезна біла точка. Чому ж тоді ми вважаємо, що це надмасивна чорна діра? Фото, зроблені через телескопи, демонструють нам величезне скупчення зірок, які притягує до себе ядро. Планети і астероїди, які обертаються поруч, через безпосередню близькість відображають, тим самим примножуючи все присутнє поруч світло. Оскільки квазари не затягують з блискавичною швидкістю всі сусідні об'єкти, а лише утримують їх у своєму гравітаційному радіусі, вони не пропадають, а починають ще більше палати, адже їх температура стрімко зростає. Що ж стосується звичайних чорних дір, які існують у відкритому космосі, то їх назва повністю виправдана. Розміри відносно невеликі, але при цьому сила гравітації колосальна. Вони просто «з'їдають» світло, не випускаючи зі своїх берегів жодного кванта.
Кінематограф і надмасивна чорна діра
Гаргантюа - цей термін людство стало широко вживати по відношенню до чорних дір після того, як на екрани вийшов фільм «Інтерстеллар». Переглядаючи цю картину, складно зрозуміти, чому обрано саме цю назву і де зв'язок. Але в початковому сценарії планували створити три чорні діри, дві з яких носили б назви Гаргантюа і Пантагрюель, взяті з сатиричного роману Франсуа Рабле. Після внесених змін залишилася лише одна «кроляча нора», для позначення якої було обрано перше найменування. Варто зауважити, що у фільмі чорна діра зображена максимально реалістично. Так би мовити, дизайном її зовнішнього вигляду займався вчений Кіп Торн, який базувався на вивчених властивостях даних космічних тіл.
Як ми дізналися про чорні діри
Якби не теорія відносності, яка була запропонована Альбертом Ейнштейном на початку ХХ століття, ніхто б, напевно, навіть не звернув уваги на ці загадкові об'єкти. Надмасивна чорна діра розцінювалася б як звичайне скупчення зірок у центрі галактики, а пересічні, маленькі, зовсім би залишилася непоміченими. Але сьогодні, завдяки теоретичним розрахункам і спостереженням, які підтверджують їх правильність, ми можемо спостерігати такий феномен, як викривлення простору-часу. Сучасні вчені кажуть, що знайти «кролячу нору» не так вже й складно. Навколо такого об'єкта матерія поводиться неприродно, вона не тільки стискається, але часом і світиться. Навколо чорної точки утворюється яскравий ореол, який видно в телескоп. Багато в чому природа чорних дір допомагає нам осягнути історію становлення Всесвіту. У їхньому центрі знаходиться точка сингулярності, подібна до тієї, з якої раніше розвинувся весь навколишній нас світ.
Достеменно невідомо, що може трапитися з людиною, яка перетне горизонт подій. Чи розчавить його гравітація, або ж він опиниться в зовсім іншому місці? Єдине, що можна стверджувати з повною впевненістю, - гаргантюа уповільнює час, і в якийсь момент стрілка годинника остаточно і безповоротно зупиняється.
