Не позволяйте вчерашнему дню влиять на себя сегодня

Как учёные находят чёрные дыры?

Чёрная дыра

Как удаётся обнаружить чёрные дыры, если они обладают настолько большим гравитационным притяжением, что покинуть их не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света, в том числе кванты самого света? Объясняет доктор физико-математических наук Александр Морозов.

Как известно, черные дыры (ЧД) напрямую не наблюдаемы. Но их тяготение настолько мощно, что приводя в движение окружающее их вещество, образует два типа наблюдаемых в принципе структур. Одна из них — аккреционный диск (АД), вращающийся вокруг ЧД. Вещество которого неторопливо «сползает» по радиусу к горизонту ЧД. Другая — высокоскоростные струи (джеты), отбрасываемые в обе стороны от ЧД вдоль оси вращения АД и питаемые веществом последнего.

Покажем эти структуры

Объект SS433 - система из двух звезд в нашей Галактике на расстоянии примерно 18 тысяч св. лет от нас. Одна из этих звезд - черная дыра (с малой вероятностью - нейтронная звезда) массой примерно в 2-5 масс Солнца. Другая - обычная звезда, из оболочки которой ЧД высасывает вещество для формирования своего АД. От первой (ЧД) выбрасываются джеты со скоростью примерно в 80 тысяч км/сек (картинка - в динамике):

Объект SS433

Объект SS433


На этой картинке маленький АД виден почти с ребра и от него в обе стороны истекают довольно высокоскоростные джеты.

В центре нашей Галактики есть ЧД с массой в несколько миллионов масс Солнца. Изображений ее АД и джетов пока нет. Но она обнаружена анализом комплекса траекторий вращающихся вокруг нее звезд.

Наиболее впечатляющие джеты видны от ЧД галактики 3С 348. Эта эллиптическая галактика массивней нашей почти в тысячу раз и видна в центре снимка, а ее ЧД имеет массу порядка 3 млрд. масс Солнца. Она находится в 2 млрд. св. лет от нас. На таком расстоянии АД, разумеется, не виден. Но гантеля джетов чудовищна по своим размерам - общая длина этой гантели около полутора миллионов св. лет. И вещество этих джетов выбрасывается с буквально субсветовыми скоростями.

Джеты от ЧД галактики 3С 348

Джеты от ЧД галактики 3С 348


Аналогична галактика Лебедь-А (3С 405). Она поближе - всего в 600 млн. св. лет от нас. Радиоизображение "концов" джетов от ЧД в центре этой галактики (на частоте 5 ГГц) образуют гантелю длиной порядка полумиллиона св. лет:

Галактика Лебедь-А (3С 405)

Галактика Лебедь-А (3С 405)


А более подробно структура джетов вблизи самой ЧД видна на этой картинке:

Структура джетов вблизи самой ЧД

Структура джетов вблизи самой ЧД