Черные дыры являются одними из самых загадочных объектов во Вселенной, а наиболее изученными являются звезды и сверхмассивные черные дыры. Чтобы тип звезды сформировался, звезда должна сначала внезапно умереть. С другой стороны, мы до сих пор не уверены в происхождении сверхмассивных черных дыр, обнаруженных в большинстве галактик. В сингулярности, в центре черной дыры, время и пространство останавливаются.
В этой статье мы расскажем вам, что такое сверхмассивные черные дыры, их происхождение и характеристики.
Что такое сверхмассивные черные дыры
Черная дыра — это ограниченная область пространства-времени, гравитационное поле которой настолько сильно, что ничто, включая свет, не может покинуть ее. Сами черные дыры нельзя наблюдать, но материя вокруг них может быть обнаружена. Это называется аккреционным диском. Она образуется из материи, которая притягивается к центру черной дыры.
общие черты
Вот некоторые особенности звездных черных дыр и сверхмассивных черных дыр:
- Звездные черные дыры образуются, когда звезды умирают. Что касается сверхмассивных объектов, то их происхождение малоизвестно, но считается, что они тесно связаны с рождением Млечного Пути.
- Из-за сильного гравитационного притяжения ничто не может ускользнуть, даже свет. Однако если вы находитесь на безопасном расстоянии, ничего не произойдет.
- Они очень большие, со звездами в десятки раз массивнее нашей.
- У них нет жесткой или твердой поверхности. Например, горизонт событий — это не сущность, о которой можно сказать, что она начинается здесь и заканчивается там, это невидимая граница, но когда-то пути назад нет.
- Черные дыры растут, захватывая материю, такую как газ и пыль, от ближайших звезд и даже сливаясь с другими черными дырами.
- Из-за квантовых эффектов, которые они излучают, Это называется излучением Хокинга.
- При всем своем величии черные дыры просты, и мы знаем только их массу, угловой момент и заряд.
- У них есть сингулярность в центре, где заканчивается вся материя. Конец пространства и времени — это плотно упакованная точка.
- Считается, что в центре каждой галактики есть черная дыра. Тем не менее, необходимы дополнительные исследования.
- Когда две черные дыры сливаются, они создают возмущения в пространстве-времени, называемые гравитационными волнами. Это может быть что-то среднее между черной дырой и нейтронной звездой.
- Сверхмассивные черные дыры могут производить массивные струи сверхматерии
- Тепло, такое как рентгеновские лучи, гамма-лучи и радиоволны, которые распространяются почти со скоростью света, они простираются на сотни тысяч световых лет от полюсов черной дыры.
- Чёрные дыры невозможно наблюдать, но поскольку они поглощают материю близлежащих объектов, таких как звёздная пыль, звёзды и галактики, они становятся видимыми, поскольку вокруг них формируются аккреционные диски.
Как образуются сверхмассивные черные дыры
Чтобы получить небольшое представление о том, как образуются черные дыры, можно представить, что мы сильно сжимаем объект, чтобы увеличить его плотность, однако, из-за электромагнитных и ядерных сил материал начнет сопротивляться.
Для нас, чтобы сжать его в такой маленький, чрезвычайно плотный объем, чтобы образовать черную дыру, потребовалась бы огромная сила или имплозия, как сверхновая. Сверхновая возникает, когда массивная звезда умирает, высвобождая большое количество энергии при взрыве и коллапсируя, образуя черную дыру.
Наиболее изученными типами черных дыр являются черные дыры звездной массы и сверхмассивные черные дыры. Звездные черные дыры — это холодные остатки массивных звезд (в 10–15 раз массивнее нашего Солнца), которые вступили в завершающую стадию своей жизни. Эти черные дыры разбросаны по всей нашей галактике и Вселенной.
Многие звезды на последних стадиях своего развития в конечном итоге становятся белыми карликами или нейтронными звездами. Однако эти звезды могут быть настолько нестабильны, что производят взрывы, называемые сверхновыми. На этом этапе у звезды не хватает сил противостоять гравитационному притяжению, поэтому звезда начинает сжиматься, пока не образует черную дыру.
Это двойная звездная система, расположенная рядом с массивной звездой рядом со звездной черной дырой, из которой она черпает энергию. Оба являются частью двойной звездной системы, где первая звезда становится черной дырой после мощного взрыва, называемого сверхновой. Второй поглощается, его материал образует аккреционный диск, и он излучает радиоволны или рентгеновские лучи.
Сверхмассивные черные дыры — настоящие монстры, существующие в центре многих галактик, включая наш Млечный Путь. Они имеют массу в миллионы или миллиарды масс Солнца и простираются до Солнечной системы.
Сверхмассивные черные дыры играют важную роль в эволюции галактик. Было замечено, что в центре большинства (но не всех) галактик есть сверхмассивная черная дыра. Происхождение сверхмассивных черных дыр сегодня является областью исследований с большим потенциалом. Еще многое предстоит открыть.
Структура и части сверхмассивной черной дыры
Черная дыра состоит из следующих структур:
- Единственное: Это центральная точка черной дыры бесконечной плотности, где кончается материя, где законы физики больше не имеют смысла, а время и пространство прекращаются.
- горизонт событий: Это точка невозврата, сингулярность вокруг черной дыры, и она размером с радиус Шварцшильда. Скорость убегания здесь равна скорости света, поэтому материя (частицы и излучение), пересекающая границу горизонта событий, не сможет убежать, даже свет. Это поездка в один конец.
- аккреционный диск: он формируется вокруг черной дыры, когда захватывает материю близлежащего объекта, например звезды. Диск, сделанный из перегретого газа и пыли, также вращается с высокой скоростью, производя излучение, такое как рентгеновские лучи и радиоволны. Черная дыра будет питаться этим диском материи.
- Эргосфера: Это область вокруг вращающейся черной дыры, удаленная от горизонта событий. Здесь пространство и время всасываются в вихрь, окружающий черную дыру. Объект может входить и выходить из эргосферы (если она поддерживает приливные силы).
- релятивистские струи: это большие пространства очень горячей материи, движущейся со скоростью, близкой к скорости света, в основном рентгеновские лучи и радиоволны, которые создают близлежащие джеты на полюсах черной дыры, когда она питается материалом объекта.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете узнать больше о том, что такое массивные черные дыры и их характеристики.