На протяжении десятилетий природа выбросов чёрных дыр оставалась одной из крупнейших загадок астрономии. Сегодня учёные раскрыли ключевые процессы.
Что такое чёрная дыра?
Чёрная дыра — это область космоса со сверхсильной гравитацией. Оттуда не вырвется даже свет. Огромная масса сжата в крошечный объём, искривляя пространство и время.
Ключевые части
- Горизонт событий — граница без возвращения. Скорость убегания превышает скорость света.
- Сингулярность в центре — точка бесконечной плотности, где законы физики перестают действовать.
Как образуются
Массивная звезда выгорает. Без давления она коллапсирует под собственной гравитацией, формируя чёрную дыру.
Почему их видно
Сами дыры невидимы. Но горячий аккреционный диск из газа и пыли ярко светится, особенно в рентгеновском диапазоне.
Взаимодействие в системе Cygnus X-1
Учёные изучили систему Cygnus X-1 — чёрную дыру массой 21,2 ± 2,2 массы Солнца и голубого сверхгиганта класса O массой 40,6 массы Солнца. Система находится в 7000 световых лет от Земли. Объекты обращаются вокруг общего центра масс с периодом 5,6 суток.
Чёрная дыра поглощает вещество из мощного звёздного ветра сверхгиганта — в 100 миллионов раз сильнее солнечного. Это порождает релятивистские джеты.
Наблюдения VLBA и EVN в течение 18 лет показали: звёздный ветер искривляет джеты на 2 градуса, словно ветер отклоняет струю воды в фонтане.
Профессор Джеймс Миллер-Джонс из Университета Кёртина комментирует:
Зная силу ветра, команда смогла рассчитать силу, которую он оказывал на джеты, и на основе этого определить, сколько энергии несли эти джеты в любой момент времени, — говорит учёный.
Мгновенная мощность джетов равна светимости 10 000 Солнц. Скорость вещества в них достигает 150 000 км/с — половины скорости света. Джеты уносят 10% энергии аккреции.
Исследование опубликовано в журнале Nature Astronomy.
Значение для науки
Доктор Стив Прабу, ведущий автор работы, подчёркивает: открытие подтверждает модели формирования галактик. Сверхмассивные чёрные дыры регулируют звездообразование, впрыскивая энергию в межзвёздное пространство.
Физика чёрных дыр масштабно-инвариантна — данные из Cygnus X-1 помогают калибровать модели для всей Вселенной. Наклон оси джетов не превышает 8,2 градуса, система остаётся стабильной.
Это поможет правильно интерпретировать данные, которые в будущем получит Square Kilometre Array.
Звёзды класса O
Самые горячие и массивные из всех. Температура поверхности — свыше 30 000 K, до 50 000 K. Масса — от 15–20 до 100 масс Солнца. Светимость — тысячи или миллионы солнечных.
Интенсивный термоядерный синтез идёт через CNO-цикл. Живут они всего несколько миллионов лет и заканчивают жизнь взрывом сверхновой. Такие звёзды редки: одна на миллионы обычных звёзд.
