Космічний "монстр з надмірним апетитом": вчені виявили чорну діру, яка порушує закони фізики

Чорні діри — одні з найзагадковіших і найстрашніших об’єктів у Всесвіті. Ці величезні скупчення надзвичайно щільної матерії мають настільки потужну гравітацію, що навіть світло не може їх покинути. Астрономи виявили одну таку чорну діру, яка, схоже, має просто ненаситний апетит і порушує відомі закони фізики, збиваючи з пантелику дослідників.

Про це пише Daily Mail.

Небесний гігант, що порушує закони

Об’єкт, названий RACS J0320-35, розташований за 12,8 мільярда світлових років від Землі. Його маса становить приблизно мільярд мас нашого Сонця, що робить його одним із найбільших у категорії надмасивних чорних дір. Дані, отримані з рентгенівської обсерваторії NASA Chandra, показали, що чорна діра зростає з надзвичайною швидкістю, яка в 2,4 раза перевищує теоретичну межу — один із найшвидших показників, коли-небудь зафіксованих.

«Було дещо дико побачити цю чорну діру, що зростає не по днях, а по годинах», — заявив Лука Ігіна, один з авторів дослідження з Гарвард-Смітсонівського центру астрофізики.

Сила цього «сяйного монстра» походить від поглинання величезної кількості матерії: газу, пилу та інших космічних уламків. Коли матеріал швидко падає до чорної діри, він виділяє інтенсивне випромінювання, яке може фіксувати телескоп Chandra. За оцінками вчених, RACS J0320-35 щороку поглинає еквівалент від 300 до 3000 Сонць.

Що таке межа Еддінгтона і чому її перевищено

Чорні діри ростуть, поглинаючи навколишню матерію, — процес, який називається акрецією. Матеріал, що падає в чорну діру, формує навколо неї неймовірно яскравий «акреційний диск», який є основним джерелом світла об’єкта.

Зростання чорної діри обмежує так звана межа Еддінгтона. Це теоретична «швидкісна межа», яка визначає, як швидко чорна діра може поглинати матерію. Згідно з загальноприйнятою теорією, коли зростання перевищує цю межу, сила випромінювання, що виходить з акреційного диска, стає сильнішою за гравітаційне притягання чорної діри. Вона нібито «відштовхує» матерію, що падає на неї, та зупиняє процес акреції. Однак той факт, що RACS J0320-35 продовжує зростати, перевищуючи цю межу в 2,4 раза, збиває науковців з пантелику.

Походження чорних дір та їхнє місце у Всесвіті

Надмасивні чорні діри, подібні до RACS J0320-35, існують у центрах більшості великих галактик. Наприклад, у центрі нашого Чумацького Шляху знаходиться чорна діра Стрілець А (Sagittarius A)**, але її маса становить лише близько 4,3 мільйона мас Сонця.

Чорна діра RACS J0320-35 була виявлена два роки тому за допомогою космічної обсерваторії Chandra. Цей телескоп, який вже понад 25 років перебуває на орбіті, спеціально розроблений для виявлення рентгенівського випромінювання від надзвичайно гарячих областей Всесвіту.

Той факт, що ця чорна діра розташована за 12,8 мільярда світлових років від Землі, означає, що її світлу знадобилося саме стільки часу, щоб дістатися до нас. Оскільки вік Всесвіту становить 13,8 мільярда років, астрономи бачать цю чорну діру всього через 920 мільйонів років після Великого вибуху.

Хоча чорні діри знаходяться так далеко, що лише у 2019 році астрономи змогли отримати перше зображення чорної діри, використавши для цього гігантську мережу наземних телескопів, є шанс побачити вибух чорної діри найближчим часом. Нещодавно інша команда вчених повідомила, що існує 90-відсоткова ймовірність, що принаймні одна чорна діра вибухне протягом наступних 10 років. Якщо це станеться, наземні та космічні телескопи зможуть зафіксувати цю подію.

Що таке чорна діра

Чорні діри є настільки щільними, а їхня гравітаційна сила — настільки потужною, що жодне випромінювання, навіть світло, не може їх покинути. Вони діють як інтенсивні джерела гравітації, поглинаючи пил і газ навколо себе. Саме навколо них, як вважають, обертаються зірки в галактиках.

Як формуються чорні діри, досі недостатньо вивчено. Астрономи вважають, що вони можуть утворитися, коли велика газова хмара, що в 100 000 разів більша за Сонце, колапсує в чорну діру. Багато таких «зародків» чорних дір згодом зливаються, утворюючи набагато більші надмасивні чорні діри, що розташовані в центрі кожної відомої масивної галактики.

Інша теорія стверджує, що надмасивна чорна діра може утворитися з гігантської зірки, маса якої приблизно в 100 разів перевищує масу Сонця. Коли такі гігантські зірки вмирають, у них закінчується паливо, вони колапсують і вибухають, перетворюючись на наднову — величезний вибух, який викидає матерію із зовнішніх шарів зірки в глибокий космос, після чого залишається чорна діра.

Хасиди в Умані / © ТСН Герцогиня Софі та принцеса Японії Такамадо / © Getty Images Панель приладів в автомобілі / © Pixabay Лілія Подкопаєва з сином і донькою / © instagram.com/podkopayeva_official