8 самых больших черных дыр во Вселенной | Согласно их солнечным массам

По | 07.07.2020

Самый большой тип черных дыр — так называемые сверхмассивные черные дыры — имеют массы порядка от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца. Масса нашего Солнца составляет 1,989 х 1030 килограммы, примерно в 333 000 раз массивнее Земли.

Предполагается, что почти все крупные галактики содержат сверхмассивную черную дыру, расположенную в центре галактики. На самом деле существует тесная связь между образованием черной дыры и самой галактикой.

Хотя во вселенной миллионы сверхмассивных черных дыр, невероятно массивные из них редки, и на сегодняшний день идентифицировано лишь меньшее их количество.

Определить массу большой черной дыры крайне сложно

Чтобы измерить массу сверхмассивных черных дыр, ученые используют различные сложные методы, в том числе доплеровские измерения, отображение реверберации широкой эмиссионной линии, отношение М-сигма и дисперсию скорости.

Массы, полученные из этих методов, часто противоречат результатам друг друга. Поэтому они все еще остаются в области открытых исследований.

Ниже мы собрали несколько самых больших черных дыр с известными массами, измеренными, по крайней мере, на порядок. Список далеко не полон, но он дает приблизительное представление о том, насколько сложна и обширна наша вселенная.

8. Центральная черная дыра кластера Феникс

Мощные радиостанции из сверхмассивной черной дыры в центре галактики в кластере Феникс | Полости в синей области изображены рентгеновской обсерваторией НАСА Чандра.

Солнечная масса: 2× 1010

Феникс кластер является одним из самых массивных известных кластеров, значительная часть его массы в виде темной материи и внутрикластерной среды.

Сверхмассивная черная дыра в центральной галактике скоплений качает энергию в систему. Считается, что он в 20 миллиардов раз массивнее Солнца, а его горизонт должен составлять порядка 118 миллиардов километров в диаметре.

Данные Чандры и различные наблюдения на других длинах волн показали, что эта черная дыра растет быстро со скоростью, в 60 раз превышающей массу Солнца каждый год. Но так как он уже очень велик, этот показатель не является устойчивым. Рост не может длиться более 100 миллионов лет.

7. NGC 4889

Самая яркая сфера около центра — галактика NGC 4889, в которой находится космический сюрприз | Предоставлено: НАСА.

Солнечная масса: 2.1 × 1010

Обнаруженный в 1785 году, NGC 4889 — самая яркая галактика в северном кластере комы, расположенная на среднем расстоянии 308 миллионов световых лет от Земли.

В основе NGC 4889 находится одна из самых больших черных дыр, которая нагревает внутрикластерную среду за счет трения, создаваемого падающей пылью и газами. Эта сверхмассивная черная дыра почти в 5200 раз массивнее, чем центральная черная дыра Млечного Пути, и весит около 21 миллиарда солнечных масс.

Горизонт событий черной дыры имеет ширину от 20 до 124 миллиардов километров, что эквивалентно диаметру орбиты Плутона в 2-12 раз.

В настоящее время он дремлет, и звезды вокруг него, кажется, остаются стабильными. Тем не менее, космический телескоп Хаббл обнаружил ионизированную среду вокруг сверхмассивной черной дыры, предполагая, что NGC 4889, возможно, был квазаром миллиарды лет назад.

квазар является чрезвычайно ярким активным ядром галактики, в котором сверхмассивная черная дыра окружена газообразным аккреционным диском. Он так сильно затягивает пыль и газ, что нагревает вещество до миллионов градусов, что приводит к огромным выбросам энергии.

6. APM 08279 + 5255

Солнечная масса: 2.3 × 1010

В 2002 году наблюдения Чандры показали, что высокоскоростные ветры уносят газы (до 40% скорости света) из сверхмассивной черной дыры, которая питает квазар APM 08279 + 5255.

Квазар расположен в созвездии Рысь и имеет яркость, равную одному квадриллиону, яркости Солнца. Это яркий источник света практически на всех длинах волн, и он стал одним из наиболее исследованных отдаленных объектов.

Сверхмассивная черная дыра, питающая APM 08279 + 5255, весит 23 миллиарда солнечных масс (измеряется по скоростям молекулярного диска). Однако другой метод измерения, называемый реверберационным картированием, показывает, что черная дыра весит 10 миллиардов солнечных масс — огромная разница между обоими методами измерения.

Двойное изображение квазара вызвано гравитационным линзированием (изгибание его света галактикой, попавшей внутрь). Этот эффект также усиливает свет квазара в 100 раз, позволяя углубленно изучить его характеристики, даже если он находится на расстоянии 12 миллиардов световых лет.

В последнее десятилетие исследователи также обнаружили, что APM 08279 + 5255 имеет достаточно воды для заполнения океанов Земли более 100 триллионов раз.

5. NGC 6166

Крупным планом галактики NGC 6166 с помощью космического телескопа Хаббла

Солнечная масса: 3 × 1010

NGC 6166 — одна из самых светящихся эллиптических галактик [in terms of X-ray emissions] расположен в 490 миллионов световых лет от нас в созвездии Геркулеса. Около 39 000 шаровых скоплений вращаются вокруг галактики, что указывает на то, что гало NGC 6166 плавно смешивается с внутрикластерной средой.

В центре галактики есть сверхмассивная черная дыра, масса которой в 30 миллиардов раз больше массы Солнца. Ежегодно он поглощает около 200 солнечных масс газа, производя большие релятивистские струи.

Ученые предположили, что в центре галактики могут также находиться несколько звезд O-типа — редкие сине-белые звезды с температурой более 30000 Кельвинов.

4. H1821 + 643

H1821 + 643 | Предоставлено: WIYN Observatory, NASA.

Солнечная масса: 3 × 1010

Яркий квазар, H1821 + 643, расположен в гигантском, мощном кластере охлаждающего потока, в созвездии Драко.

В 2014 году исследователи обнаружили H1821 + 643 как одну из самых массивных черных дыр и точно рассчитали ее массу, которая эквивалентна 30 миллиардам солнечных масс. Горизонт событий черной дыры имеет ширину 1150 а.е. (1 астрономическая единица равна примерно 150 миллионам километров), а его средняя плотность составляет 22 грамма на метр куба, что меньше, чем воздух на Земле.

Исследователи также обнаружили, что внутрикластерная среда вокруг квазара существенно отличается от других крупных скоплений галактик — энтропия и температура значительно ниже и имеют гораздо более крутые градиенты.

Недавно детальный анализ квазара доказал, что наша вселенная заполнена огромными количествами ионизированного водорода, сопровождаемого ионизированным кислородом.

Читайте: что такое белая дыра и чем она отличается от черной дыры?

3. IC 1101

Галактика IC 1101, наблюдаемая в июне 1995 года на космическом телескопе Хаббла

Солнечная масса: (4-10) × 1010

IC 1101, одна из самых больших и ярких галактик во вселенной, содержит в своем центре сверхмассивную черную дыру, масса которой в 40-100 миллиардов раз превышает массу Солнца.

Это эллиптическая галактика, расположенная на расстоянии 1,04 миллиарда световых лет от Земли. Галактика имеет массу около 100 триллионов звезд и простирается на 2 миллиона световых лет от ее ядра.

Как и другие массивные галактики, IC 1101 содержит большое количество богатых металлами звезд, некоторым из которых 11 миллиардов лет, и они имеют золотисто-желтый цвет.

2. S5 0014 + 81

Художественное впечатление очень яркого квазара, похожего на S5 0014 + 81, окруженного газообразным аккреционным диском с двумя энергетическими струями

Солнечная масса: 4 × 1010

S5 0014 + 81 относится к наиболее энергичному типу активных ядер галактик — это блазар, расположенный вблизи области высокого склонения созвездия Цефея, примерно в 12,07 миллиардов световых лет от Земли.

Это 6-й самый яркий квазар, известный до сих пор, с более чем 1041 ватт яркости. Чтобы представить это в перспективе, он в 25 000 раз ярче, чем все звезды в галактике Млечный Путь вместе взятых.

Центральная черная дыра блазара чрезвычайно жестока — она ​​поглощает огромное количество материалов (более 4000 солнечных масс вещества) каждый год.

В 2009 году данные, полученные из Обсерватории Нила Гёрлса Свифта, позволили ученым рассчитать массу центральной черной дыры. Они обнаружили, что он в 40 миллиардов раз массивнее нашего Солнца, а его горизонт событий имеет ширину 236,7 миллиарда километров или эквивалент в 40 раз больше радиуса орбиты Плутона.

1. Тонна 618

Солнечная масса: 6,6 × 1010

Тон 618 — это гиперлюминиевый квазар, расположенный в 10,37 миллиардах световых лет от Земли. Содержит самую большую черную дыру [known to mankind]весом в 66 миллиардов раз больше массы нашего Солнца.

Впервые он был обнаружен в 1957 году при съемке слабых голубых звезд, которые не лежат на плоскости Млечного пути. Более детальное радиообследование, проведенное в 1970 году, выявило 618 тонны в качестве квазара.

TON 618 считается аккреционным диском чрезвычайно горячего газа, циркулирующего вокруг массивной черной дыры в центре галактики. Он настолько яркий, что затмевает остальную часть галактики. На самом деле, это один из самых ярких объектов во вселенной с яркостью 4 × 1040 ватт, что эквивалентно 140 000 миллиардам раз Солнца.

Читайте: 18 интересных фактов о черных дырах

Поскольку газ в аккреционном диске движется с очень высокой скоростью (почти 7000 км / с), черная дыра создает исключительно сильную гравитационную силу. И горизонт событий такой массивной черной дыры будет 2600 а.е. в диаметре.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *