Протягом десятиліть природа викидів чорних дір залишалася однією з найбільших загадок астрономії. Сьогодні вчені розкрили ключові процеси.
Що таке чорна діра?
Чорна діра — це область космосу з надсильною гравітацією. Звідти не вирветься навіть світло. Величезна маса стиснута в крихітний об’єм, викривляючи простір і час.
Ключові частини
- Горизонт подій — межа без повернення. Швидкість втечі перевищує швидкість світла.
- Сингулярність у центрі — точка нескінченної густини, де закони фізики не діють.
Як утворюються
Масивна зоря вигорає. Без тиску вона колапсує під власною гравітацією, формуючи чорну діру.
Чому їх видно
Самі діри невидимі. Але гарячий акреційний диск газу й пилу світиться, особливо в рентгені.
Зіткнення в системі Cygnus X-1
Вчені вивчили Cygnus X-1 — чорну діру масою 21,2 ± 2,2 маси Сонця та блакитного надгіганта класу O масою 40,6 маси Сонця. Система за 7000 світлових років від Землі. Об’єкти обертаються з періодом 5,6 доби.
Чорна діра поглинає речовину з потужного зоряного вітру надгіганта — у 100 мільйонів разів сильнішого за сонячний. Це породжує релятивістські джети.
Спостереження VLBA та EVN протягом 18 років показали: зоряний вітер викривляє джети на 2 градуси, ніби вітер відхиляє струмінь води у фонтані.
Професор Джеймс Міллер-Джонс з Університету Кертіна коментує:
Знаючи силу вітру, команда змогла розрахувати силу, яку він чинив на джети, і на основі цього вивести, скільки енергії несли ці джети в будь-який момент часу, — каже вчений.
Миттєва потужність джетів дорівнює світності 10 000 Сонць. Швидкість речовини — 150 000 км/с, половина швидкості світла. Джети виносять 10% енергії акреції.
Дослідження опубліковано в Nature Astronomy.
Значення для науки
Доктор Стів Прабу, провідний автор, підкреслює: відкриття підтверджує моделі галактичного формування. Надмасивні чорні діри регулюють зореутворення, впорскуючи енергію в космос.
Фізика чорних дір масштабно-інваріантна — дані з Cygnus X-1 калибрують моделі для всього Всесвіту. Нахил осі джетів не перевищує 8,2 градуса, система стабільна.
Це допоможе інтерпретувати дані від Square Kilometre Array.
Зорі класу O
Найгарячіші й масивніші за все. Температура поверхні — понад 30 000 К, до 50 000 К. Маса — від 15–20 до 100 мас Сонця. Світність — тисячі чи мільйони сонячних.
Інтенсивний синтез через CNO-цикл. Живуть мільйони років, вибухають надновими. Рідкісні: одна на мільйони зір.
