Kína pályára állította az első kemény röntgenteleszkópot, hogy segítse a csillagászokat a fekete lyukak tanulmányozásában. Erről a Xinhua hírügynökség számolt be.

A 2,5 tonnás távcső jelenleg 550 km-es magasságban kering. Alapján Zhang Shuannan, a Kínai Tudományos Akadémia (CAS) Asztrofizikai Mérési Laboratóriumának igazgatója, a tudomány által már ismert lyukak mellett a csillagászok új, hasonló űrobjektumok felfedezésére számítanak.

„A fekete lyukak nagy érdeklődést mutatnak a tudomány számára, ezért központi helyet foglalnak el nálunk kutatási tevékenységek. Különféle sugárzások forrásaként működnek, beleértve a röntgensugárzást, valamint a nagy energiájú kozmikus sugarakat és azok erős kitöréseit” – magyarázta Shuangnan.

Mi az a fekete lyuk?

A fekete lyuk egy olyan terület a térben és időben, amelyet rendkívül erős gravitációs vonzás jellemez. A mágneshez hasonlóan magához vonzza a lehető legnagyobb sebességgel mozgó tárgyakat, beleértve a legkisebb részecskéket és az elektromágneses sugárzást is. Még a fénysebességgel mozgó tárgyak sem, beleértve magát a fénykvantumot sem, nem hagyhatják el.

A fekete lehelet eredetére számos elmélet létezik. Egyikük szerint ezek az égitestek nagy csillagok robbanásából keletkeznek.

Hogy néz ki?

Hogy néz ki fekete lyuk, igazából még senki sem tudja. Talán ez olyan kérdés marad, amelyre az emberiség soha nem tud megbízható választ adni. A tény az, hogy a fekete lyukak láthatatlanok, mivel még a beléjük jutó fény sem tud kikerülni a gravitációs mezőjükből.

A csillagászok azonban úgy vélik, hogy a fekete lyuk határainak láthatónak kell lenniük az elnyelt anyag által kibocsátott sugárzás miatt. Az Amerikai Csillagászati ​​Társaság 221. ülésén a Berkeley-i Kaliforniai Egyetem tudósai hipotetikus számítógéppel segített képeket mutattak be egy ilyen objektumról. Véleményük szerint a fekete lyuk egyáltalán nem alaktalan, hanem félhold alakú. Ennek az az oka, hogy a megfigyelő felé néző oldal speciális kozmikus okokból mindig világosabb, mint a hátoldal. A félhold közepén lévő sötét kör a fekete lyuk.

Hogyan figyelhetők meg a fekete lyukak?

Így lehetetlen egy fekete lyukat teleszkópon keresztül látni. Az eseményhorizont fénye miatt észlelhetők. Tehát az első fekete lyukat 1972-ben fedezték fel, mivel erős röntgensugarak forrásaként működött.

Ha egy fekete lyuk elnyelte az őt körülvevő összes anyagot, akkor azt csak a távoli csillagok fénysugarak torzulásán keresztül lehet látni. „Ha az ilyen területek nem lennének aktívak, nem tudnánk észlelni őket. De amikor egy tárgy a fekete lyukba kerül, felgyorsul, felmelegszik, és röntgensugarakat kezd termelni, amelyek elemzésekor el lehet képzelni, mi az” – magyarázta Zhang Shuangnan.

A csillagászok azonban még ilyen sugárzás felvétele után sem lehetnek teljesen biztosak abban, hogy fekete lyuk van előttük, és nem csak egy hatalmas, nem világító test. Úgy gondolják, hogy a sugárzáson kívül az őket körülvevő felhők miatt is észlelhetők az ilyen tárgyak, amelyek elemi részecskék, por, gázok, meteoritok, bolygók és még csillagok is.

A "fekete lyuk" kifejezést először 1967-ben John A. Wheeler használta. Ez egy olyan terület elnevezése térben és időben, amelynek gravitációja olyan nagy, hogy még a fénykvantumok sem tudnak elhagyni. A méretet a gravitációs sugár határozza meg, a hatás határát eseményhorizontnak nevezzük.

Fekete lyuk a művész ábrázolásában

Ideális esetben a fekete lyuk, feltéve, hogy el van szigetelve, a tér abszolút fekete része. Hogy is néz ki valójában egy fekete lyuk, azt még senki sem tudja, csak annyit lehet tudni, hogy nem felel meg a nevének, hiszen teljesen láthatatlan. A csillagászok szerint jelenléte csak az eseményhorizont fénye alapján határozható meg. Ez két okból történik:

1. Anyagrészecskék esnek bele, amelyek sebessége a vissza nem térő ponthoz közeledve csökken. Diffúz gáz- és porfelhő képét hoznak létre, belül növekvő sűrűséggel.
2. A fekete lyuk közelében elhaladó fénykvantumok megváltoztatják a pályájukat. Ez a torzítás néha olyan nagy, hogy a fény többször is megkerüli, mielőtt bejutna. Ez egy fénygyűrűt alkot.

A csillagászok feltételezései szerint a mindent elnyelő csillag egyáltalán nem alaktalan, hanem félholdnak tűnik. Ennek az az oka, hogy a megfigyelő felé néző oldal speciális kozmikus okokból mindig világosabb, mint a másik oldal. A félhold közepén lévő sötét kör a fekete lyuk.

megjelenése

Az előfordulásnak két forgatókönyve van: egy hatalmas csillag erős összenyomása, a galaxis középpontjának vagy gázának összenyomása. Vannak olyan hipotézisek is, amelyek szerint az ősrobbanás után keletkeztek, vagy egy nukleáris reakció során hatalmas mennyiségű energia felszabadulásának eredményeként keletkeztek.

Fajták

Az M87 galaxisban lévő sugár a galaktikus magban lévő szupermasszív fekete lyuk tevékenységének megnyilvánulása

Több fő típusa van: Szupermasszív – nagyon benőtt, gyakran a galaxisok központjában található; Elsődleges – feltételezik, hogy a gravitációs tér és sűrűség egységességének nagy eltéréseivel jelenhettek meg, amikor az Univerzum megjelent; Kvantum - feltételezhetően magreakciók során keletkezik, és mikroszkopikus méretűek.

A fekete lyuk élete nem örök

S. Hawking feltételezése szerint körülbelül az évek 10-60. fokára korlátozódik. A lyuk fokozatosan "vékonyodik", és csak elemi részecskéket hagy maga után.

Feltételezik, hogy van egy antipód - egy fehér lyuk. Ha minden belép az elsőbe, és nem távozik, akkor lehetetlen bejutni a másodikba - csak elenged. Ezen elmélet szerint egy fehér lyuk rövid időre megjelenik és elbomlik, energiát és anyagot lövellve ki. Egészen komoly tudósok úgy vélik, hogy így egyfajta alagút jön létre, amelynek segítségével óriási távolságokat lehet átvinni.

Népszerű tudományos film a fekete lyukakról

A fekete lyukak titokzatosak, hihetetlenül sűrűek és nehezek; a fizika még csak most kezdi felfedezni tulajdonságaikat. Ha egyszer az ölelésükbe kerültek, semmi, még a fény sem menekülhet előlük.

Bár ez a csodálatos jelenség titokzatosságával izgatja a képzeletet, még soha senki nem látott egyetlen fekete lyukat sem. Ha egy fekete tömeg képét látja, amely eltorzítja körülötte a tér-idő kontinuumot, tudja, hogy ez csak illusztráció.

Jól néz ki, de ez csak egy kép

Miért nem figyelt meg soha egyetlen csillagász sem közvetlenül egy fekete lyukat?

A legnagyobb probléma, ami a fekete lyukak észlelésének útjában áll, az az, hogy még a legmasszívabbak is viszonylag kicsik. Dimitrios Psaltis, az Arizonai Egyetem asztrofizikusa elmagyarázza:

„Egünk legnagyobb fekete lyukja a Tejútrendszer közepén található. Lefotózni pedig olyan, mintha CD-t készítenénk a Hold felszínén.”

Ráadásul az erős gravitációs tér miatt a fekete lyukakat általában más fényes objektumok veszik körül, így különösen nehéz őket magukat látni.

Tehát amikor egy csillagász egy fekete lyukat keres, meg sem próbálja leképezni azt – ehelyett arra keres bizonyítékot, hogy annak gravitációs tere és sugárzása kölcsönhatásba lép más objektumokkal. Psaltis azt mondja:

„Általában rögzítjük a csillagok pályáját és a gázfelhalmozódásokat, amelyek az égbolt egy sötét területe körül koncentrálódnak, és megpróbáljuk megmérni ennek a sötét objektumnak a tömegét. Ha a tömeg túl nagy bármely más sötét objektum számára, amely ott lehet, azt egy fekete lyuk jelének tekintjük.

Vannak azonban közvetett képeink a fekete lyukakról

A legjobb képek egy része a Chandra X-ray Obszervatóriumban készült, ahol Edmonds dolgozik. Mondja:

„A fekete lyukat képező anyag súrlódása és nagy sebessége a röntgensugárzás természetes forrásává válik. A Chandra pedig egy űrteleszkóp, amelyet kifejezetten az ilyen sugarak észlelésére terveztek.

Tehát a Chandra Obszervatórium dokumentálta a közben keletkezett röntgenkitöréseket egyesülés két galaxis körülbelül 26 millió fényévnyire a Földtől. Az asztrofizikusok azt gyanítják, hogy közvetlen forrásuk egy hatalmas fekete lyuk volt.

Röntgensugárzási tartomány: NASA / CXC / Texasi Egyetem / E. Schlegel et al.; Optikai tartomány: NASA / STScI

Hasonlóképpen, ezen a képen a bíbor foltok intenzív röntgensugárzás területei. Feltételezik, hogy forrásaik két galaxis (rózsaszín és kék gyűrű) ütközésekor keletkezett fekete lyukak voltak.

NASA / CXC / IoA / A. Fabian et al.

Ez az animáció a legnagyobb röntgenkitörést mutatja be a Tejútrendszer közepén lévő régióból, ahol feltételezhetően hatalmas fekete lyuk található. A Chandra távcső felvétele.

NASA / CXC / Amherst College / D. Haggard et al.

És ez ugyanaz a röntgen vaku, csak kisebb nagyítással.

Általános forma az égbolt egy része, ahol a Tejútrendszer középpontjából származó röntgensugárzást rögzítették. (NASA / CXC / Amherst College / D. Haggard et al.

Óriási anyagsugarakat látunk – olyan fúvókákat, amelyeket a fekete lyukak dobnak az űrbe

Ez egy összetett kép (amely a Hubble és a rádióteleszkóp adatainak kombinálásával készült), amely a Herkules-galaxis központjából kiáramló anyag- és energiasugarakat mutatja. Szinte fénysebességgel repülnek, illusztrálva a csodálatosat pusztító erőűrobjektumok.

NASA / Hubble távcső

A következő képen hatalmas fúvókák láthatók, amelyeket feltehetően egy fekete lyuk generált a Centaurus A galaxis közepén, 13 millió fényévre a Földtől. A fúvókák hosszabbak, mint maga a galaxis.

ESO / WFI (látható tartomány); MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss és munkatársai (mikrohullámú sugárzás); NASA /CXC / CfA / R. Kraft és társai (röntgen)

A csillagászok titokzatos sötét objektumok, valószínűleg fekete lyukak körül keringő csillagokat figyelnek meg

Ez a videó a csillagok mozgását mutatja be a Tejútrendszer középpontja közelében 16 éves intervallumban, jelezve egy fekete lyuk jelenlétét.

Hamarosan egy igazi fekete lyukat láthatunk

A fekete lyuk megörökíthető része az eseményhorizontja, a határ, amelyen túl semmi sem menekülhet. A tudósok szerint úgy fog kinézni, mint a képen: éles határvonal a fény és a sötétség között.

NASA/JPL-Caltech

A fenti ábrán a közepén lévő szupermasszív fekete lyukat az általa elnyelt anyag veszi körül, és az úgynevezett akkréciós korongot alkotja. Ez a korong a gravitáció hatására a fekete lyukba eső porból és gázból keletkezik. Szintén látható a nagy energiájú részecskék kimenő folyama, amelyekről úgy gondolják, hogy a fekete lyuk forgása táplálja.

A tényleges fényképen egy akkréciós korong is látható, vagyis a lyuk körül forgó fényes anyaggyűrű (ha az Interstellar című filmben fekete lyukat mutatnak be, pontosan az akkréciós korongot látjuk).

Érdekes módon a következő néhány évben a tudósok azt remélik, hogy megerősítik egy fekete lyuk létezését a Tejútrendszer közepén - és meghatározzák, hogyan néz ki.

Ez az Event Horizon teleszkópnak köszönhető – ez egy globális szenzorhálózat, amely valójában egyetlen, bolygónk méretű távcsövet alkot. A terv szerint a fekete lyuk képének 2017 végére kell elkészülnie – ez lesz az első kép az eseményhorizontról. Edmonds azt mondja:

„Remélik, hogy meglátják magát az árnyékot, magát a sötét területet. Ez nagyon fontos eredmény lesz."

A fekete lyukak közvetlen leképezésével a tudósok többet megtudhatnak az ultranagy gravitáció hatásairól, és további adatokat szolgáltathatnak a relativitáselmélet teszteléséhez.

Nincs több elbűvölő szépség kozmikus jelenség mint a fekete lyukak. Mint tudják, az objektum azért kapta a nevét, mert képes elnyelni a fényt, de nem tudja visszaverni. A hatalmas vonzerő miatt a fekete lyukak mindent magukba szívnak, ami a közelükben van - bolygókat, csillagokat, űrtörmeléket. Ez azonban nem minden, amit a fekete lyukakról tudnia kell, mivel sok elképesztő tény van róluk.

A fekete lyukaknak nincs visszatérési pontja

Sokáig azt hitték, hogy minden benne marad, ami a fekete lyuk tartományába esik, de a legújabb kutatások eredménye az, hogy egy idő után a fekete lyuk minden tartalmát „kiköpi” az űrbe, de más formában, mint az eredeti. Az eseményhorizont, amelyet az űrobjektumok visszatérési pontjának tartottak, csak átmeneti menedéknek bizonyult, de ez a folyamat nagyon lassú.

A Földet egy fekete lyuk fenyegeti

Naprendszer csak egy része egy végtelen galaxisnak, amelyben rengeteg fekete lyuk található. Kiderült, hogy ketten a Földet is fenyegetik, de szerencsére nagyon távol helyezkednek el - kb. 1600 fényév. Egy galaxisban fedezték fel őket, amely két galaxis egyesülésének eredményeként jött létre.


A tudósok csak azért láttak fekete lyukakat, mert közel kerültek a Naprendszerhez egy röntgenteleszkóp segítségével, amely képes rögzíteni röntgensugarak amelyeket ezek az űrobjektumok bocsátanak ki. A fekete lyukakat, mivel egymás mellett helyezkednek el, és gyakorlatilag egybeolvadnak, egy néven nevezték - Chandra a hindu mitológiából származó holdisten tiszteletére. A tudósok abban bíznak, hogy Chandra hamarosan azzá válik a hatalmas gravitációs erő miatt.

A fekete lyukak idővel eltűnhetnek

Előbb-utóbb a fekete lyuk minden tartalma kiszabadul, és csak a sugárzás marad. A tömeg elvesztésével a fekete lyukak idővel kisebbek lesznek, majd teljesen eltűnnek. Egy űrobjektum halála nagyon lassú, ezért nem valószínű, hogy a tudósok közül bármelyik is képes lesz látni, hogyan csökken a fekete lyuk, majd eltűnik. Stephen Hawking azzal érvelt, hogy az űrben lévő lyuk erősen összenyomott bolygó, és idővel elpárolog, kezdve a torzítás szélétől.

A fekete lyukaknak nem kell feketének kinézniük

A tudósok azzal érvelnek, hogy mivel egy űrobjektum elnyeli magába a fényrészecskéket anélkül, hogy visszaverné azokat, a fekete lyuknak nincs színe, csak a felülete adja ki – az eseményhorizont. Gravitációs terével eltakar maga mögött minden teret, beleértve a bolygókat és a csillagokat is. Ugyanakkor egy fekete lyuk felszínén lévő bolygók és csillagok spirálban történő elnyelése miatt az objektumok hatalmas mozgási sebessége és a köztük lévő súrlódás miatt egy ragyogás jelenik meg, amely fényesebb, mint a csillagok. Ez egy gázgyűjtemény Csillagporés a fekete lyuk által beszívott egyéb anyagok. Ezenkívül néha egy fekete lyuk elektromágneses hullámokat bocsát ki, és ezért látható is lehet.

A fekete lyukak nem a semmiből keletkeznek, alapjuk egy kialudt csillag.

A csillagok világítanak az űrben a fúziós tüzelőanyag-ellátásuknak köszönhetően. Amikor véget ér, a csillag hűlni kezd, és fehér törpéből fokozatosan feketévé válik. A lehűlt csillag belsejében a nyomás csökkenni kezd. A gravitációs erő hatására a kozmikus test zsugorodni kezd. Ennek a folyamatnak az a következménye, hogy a csillag felrobbanni látszik, minden részecskéje szétrepül a térben, ugyanakkor a gravitációs erők tovább hatnak, vonzzák a szomszédos űrobjektumokat, amelyeket aztán elnyel, növelve a csillag erejét. fekete lyuk és mérete.

Szupernehéz fekete lyuk

A Napnál több tízezerszer nagyobb fekete lyuk a Tejútrendszer kellős közepén található. A tudósok Nyilasnak nevezték, és a Földtől távol található 26 000 fényév. A galaxis ezen része rendkívül aktív, és nagy sebességgel nyel el mindent, ami közel van. Szintén gyakran "kiköpi" a kialudt csillagokat.


Meglepő, hogy egy fekete lyuk átlagos sűrűsége még hatalmas méretét tekintve akár a levegő sűrűségével is egyenlő lehet. A fekete lyuk sugarának, vagyis az általa befogott objektumok számának növekedésével a fekete lyuk sűrűsége csökken, és ezt a fizika egyszerű törvényei magyarázzák. Így a világűr legnagyobb testei valójában olyan könnyűek, mint a levegő.

A fekete lyuk új univerzumokat hozhat létre

Bármilyen furcsán is hangzik, különösen annak fényében, hogy a fekete lyukak valójában mindent elnyelnek, és ennek megfelelően elpusztítanak mindent, a tudósok komolyan gondolják, hogy ezek az űrobjektumok egy új Univerzum kialakulását indíthatják el. Tehát, mint tudják, a fekete lyukak nemcsak elnyelik az anyagot, hanem bizonyos időszakokban ki is engedhetik azt. Bármelyik fekete lyukból kikerült részecske felrobbanhat, és ebből egy új ősrobbanás lesz, és az ő elmélete szerint a mi Univerzumunk is így jelent meg, ezért lehetséges, hogy a ma létező Naprendszer, amelyben a Föld forog, rengeteg ember lakta, valamikor egy hatalmas fekete lyukból született.

Az idő nagyon lassan telik egy fekete lyuk közelében.

Amikor egy tárgy közel kerül egy fekete lyukhoz, függetlenül attól, hogy mekkora tömege van, mozgása lelassul, és ez azért van, mert magában a fekete lyukban az idő lelassul, és minden nagyon lassan történik. Ez a fekete lyuk hatalmas gravitációs erejének köszönhető. Ugyanakkor, ami magában a fekete lyukban történik, az elég gyorsan történik, mert ha a megfigyelő oldalról nézné a fekete lyukat, akkor úgy tűnhet számára, hogy minden benne zajló folyamat lassan megy végbe, de ha belekerült a tölcsérét, a gravitációs erők azonnal széttépnék.

A fekete lyukak az univerzum egyik legerősebb és legtitokzatosabb objektumai. Egy csillag pusztulása után keletkeznek.

A NASA egy sor elképesztő képet állított össze állítólagos fekete lyukakról az űrben.

Íme egy fotó a legközelebbi galaxisról, a Centaurus A-ról, amelyet a Chandra X-Ray Observatory készített. Itt látható egy szupermasszív fekete lyuk hatása egy galaxisban.

Nemrég jelentette be a NASA, hogy egy fekete lyuk keletkezik egy közeli galaxis felrobbanó csillagából. A Discovery News szerint ez a lyuk az M-100 galaxisban található, 50 millió éves távolságra a Földtől.

Íme egy másik nagyon érdekes fotó a Chandra Obszervatóriumból, amelyen az M82 galaxis látható. A NASA szerint a képen látható két szupermasszív fekete lyuk kiindulópontja lehet. A kutatók szerint a fekete lyukak kialakulása akkor kezdődik meg, amikor a csillagok kimerítik erőforrásaikat és kiégnek. Saját gravitációs súlyuk fogja összetörni őket.

A tudósok a fekete lyukak létezését Einstein relativitáselméletének tulajdonítják. A szakértők Einstein gravitációs értelmezése alapján határozzák meg a fekete lyuk hatalmas gravitációs vonzását. A bemutatott fotón a Chandra X-Ray Observatory információi megegyeznek a Hubble Űrteleszkóp képeivel. A NASA úgy véli, hogy ez a két fekete lyuk 30 éven át spirálisan halad egymás felé, és idővel egy nagy fekete lyukká válhatnak.

Ez a legerősebb fekete lyuk űrgalaxis M87. szubatomi részecskék, amelyek szinte fénysebességgel mozognak, azt jelzik, hogy egy szupermasszív fekete lyuk van a galaxis közepén. Úgy gondolják, hogy ő "elnyelte" a Napunk 2 milliónyi anyagát.

A NASA úgy véli, hogy ez a kép azt mutatja, hogy két szupermasszív fekete lyuk hogyan ütközik össze és alkot rendszert. Vagy ez az úgynevezett "csúzli effektus", aminek eredményeként 3 fekete lyukból jön létre a rendszer. Amikor a csillagok szupernóvák, képesek összeomlani és újra előjönni, ami fekete lyukak kialakulását eredményezi.

Ez a művészi megjelenítés egy fekete lyukat ábrázol, amely gázt szív egy közeli csillagból. A fekete lyuk színe azért van ilyen, mert gravitációs tere olyan sűrű, hogy elnyeli a fényt. A fekete lyukak láthatatlanok, így a tudósok csak találgatnak létezésükről. Méretük csak 1 atom vagy egymilliárd nap méretével egyenlő.

Ez a művészi megjelenítés egy kvazárt mutat be, amely egy szupermasszív fekete lyuk, amelyet forgó részecskék vesznek körül. Ez a kvazár a galaxis közepén található. A kvazárok a fekete lyuk születésének korai szakaszában járnak, de akár több milliárd évig is létezhetnek. Ennek ellenére úgy gondolják, hogy az univerzum ősi korszakában alakultak ki. Feltételezhető, hogy az összes "új" kvazár egyszerűen el volt rejtve a szemünk elől.

A Spitzer- és Hubble-teleszkópok hamis színű részecskék sugarait rögzítették, amelyek egy óriási, erős fekete lyukból lövik ki. Úgy gondolják, hogy ezek a fúvókák 100 000 fényévnyi űrben terjednek, akkora, mint galaxisunk Tejútrendszere. A különböző színek különböző fényhullámokból származnak. Galaxisunkban van egy erős fekete lyuk, Sagittarius A. A NASA becslései szerint tömege 4 millió napunk tömegével egyenlő.

Ezen a képen egy mikrokvazár látható, amelyről azt gondolják, hogy egy kicsinyített fekete lyuk, amelynek tömege megegyezik a csillagéval. Ha egy fekete lyukba esne, akkor annak szélén lépné át az időhorizontot. Még ha a gravitáció nem is tör össze, nem fogsz tudni visszajutni a fekete lyukból. Nem lehet látni egy sötét térben. Minden egyes fekete lyukba utazót széttép a gravitációs erő.

Köszönjük, hogy mesélt rólunk barátainak!