Космический "монстр с чрезмерным аппетитом": ученые обнаружили черную дыру, нарушающую законы физики

Громадная черная дыра растет в 2,4 раза быстрее, чем возможно по теории / © naked-science.ru

Черные дыры — одни из самых загадочных и страшных объектов во Вселенной. Эти огромные скопления чрезвычайно плотной материи обладают столь мощной гравитацией, что даже свет не может их покинуть. Астрономы обнаружили одну такую черную дыру, которая, похоже, имеет просто ненасытный аппетит и нарушает известные законы физики, сбивая с толку исследователей.

Об этом пишет Daily Mail.

Небесный гигант, нарушающий законы

Объект, названный RACS J0320-35, расположен в 12,8 миллиардах световых лет от Земли. Его масса составляет примерно миллиард масс нашего Солнца, что делает его одним из самых больших в категории сверхмассивных черных дыр. Данные, полученные из рентгеновской обсерватории NASA Chandra, показали, что черная дыра растет с чрезвычайной скоростью, которая в 2,4 раза превышает теоретическую границу — один из самых быстрых показателей, когда-либо зафиксированных.

«Было несколько дико увидеть эту черную дыру, которая растет не по дням, а по часам», — заявил Лука Игина, один из авторов исследования из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики.

Сила этого «сияющего монстра» происходит от поглощения огромного количества материи: газа, пыли и других космических обломков. Когда материал быстро падает в черную дыру, он выделяет интенсивное излучение, которое может фиксировать телескоп Chandra. По оценкам ученых, RACS J0320-35 ежегодно поглощает эквивалент от 300 до 3000 солнц.

Что такое предел Эддингтона и почему он превышен

Черные дыры растут, поглощая окружающую материю, процесс, называемый акрецией. Материал, падающий в черную дыру, формирует вокруг нее невероятно яркий «аккреционный диск», являющийся основным источником света объекта.

Рост черной дыры ограничивает так называемый предел Эддингтона. Это теоретическая «скоростная граница», определяющая, как быстро черная дыра может поглощать материю. Согласно общепринятой теории, когда рост превышает этот предел, сила излучения, выходящая из аккреционного диска, становится сильнее гравитационного притяжения черной дыры. Она якобы «отталкивает» падающую на нее материю и останавливает процесс аккреции. Однако тот факт, что RACS J0320-35 продолжает расти, превышая этот предел в 2,4 раза, сбивает ученых с толку.

Происхождение черных дыр и их место во Вселенной

Сверхмассивные черные дыры, подобные RACS J0320-35, существуют в центрах большинства больших галактик. Например, в центре нашего Млечного Пути находится черная дыра Стрелец А (Sagittarius A)**, но ее масса составляет всего около 4,3 миллиона масс Солнца.

Черная дыра RACS J0320-35 была обнаружена два года назад с помощью космической обсерватории Chandra. Этот телескоп, уже более 25 лет находящийся на орбите, специально разработан для обнаружения рентгеновского излучения от чрезвычайно горячих областей Вселенной.

Тот факт, что эта черная дыра расположена в 12,8 миллиардах световых лет от Земли, означает, что ее свету потребовалось именно столько времени, чтобы добраться до нас. Поскольку возраст Вселенной составляет 13,8 миллиарда лет, астрономы видят эту черную дыру всего спустя 920 миллионов лет после Большого взрыва.

Хотя черные дыры находятся так далеко, что только в 2019 году астрономы смогли получить первое изображение черной дыры, использовав для этого гигантскую сеть наземных телескопов, есть шанс увидеть взрыв черной дыры в ближайшее время. Недавно другая команда ученых сообщила, что существует 90-процентная вероятность, что по крайней мере одна черная дыра взорвется в течение следующих 10 лет. Если это произойдет, наземные и космические телескопы могут зафиксировать это событие.

Что такое черная дыра

Черные дыры настолько плотные, а их гравитационная сила — настолько мощная, что ни одно излучение, даже свет, не может их покинуть. Они действуют как интенсивные источники гравитации, поглощая пыль и газ вокруг себя. Именно вокруг них, как полагают, вращаются звезды в галактиках.

Как формируются черные дыры, до сих пор недостаточно изучено. Астрономы считают, что они могут образоваться, когда большое газовое облако, в 100 000 раз больше Солнца, коллапсирует в черную дыру. Многие такие «зародыши» черных дыр впоследствии сливаются, образуя гораздо более крупные сверхмассивные черные дыры, расположенные в центре каждой известной массивной галактики.

Другая теория утверждает, что сверхмассивная чёрная дыра может образоваться из гигантской звезды, масса которой примерно в 100 раз превышает массу Солнца. Когда такие гигантские звезды умирают, у них заканчивается топливо, они коллапсируют и взрываются, превращаясь в сверхновую — огромный взрыв, который выбрасывает материю из внешних слоев звезды в глубокий космос, после чего остается черная дыра.