Где прячется самая тяжелая сверхмассивная черная дыра
Настоящие космические чудовища! Если черные дыры навевают страх, то их более массивные собратья заставляют радоваться, что мы находимся на безопасном расстоянии. Какая же сверхмассивная черная дыра стала самой тяжелой и где ее искать?
Вселенские тяжеловесы
Зависимость между массой черной дыры и массой балджа
Черной дырой именуют необычный участок пространства-времени с невероятно сильной гравитацией. Она настолько мощная, что даже при скорости света не получится выбраться (это касается и самого света). Обычно эти объекты охватывают в параметрах всего несколько десятков километров и способны разрастаться в процессе активного питания.
У черных дыр также есть разновидности, определяемые количеством массы. Наибольших тяжеловесов называют сверхмассивными черными дырами. Это категория черных дыр, чья массивность достигает 10 5 —10 10 солнечных.
Никто не способен точно сказать, как именно они появляются в пространстве. Больше всего сторонников у идеи постепенного разрастания. То есть, сначала возникает черная дыра звездной массы и в процессе плотного и длительного обеда она «толстеет».
Есть также мысль, что сначала возникает релятивистская звезда из коллапса крупных газовых облачных структур. Подобный объект лишен стабильности, поэтому при гигантской массе сразу падает в черную дыру, пропуская взрыв сверхновой. Это две наиболее распространенные теории.
Кандидаты на первенство
Размер крупнейшей из известных черных дыр
На территории созвездия Рака при удаленности в 3.5 млрд. световых лет можно найти квазар OJ 287, масса которого достигает 18 млрд. солнечных! Кстати, это двойная система, так что меньшая черная дыра по массе приближается к 100 млн. солнечных.
В центре скопления Феникс получится обнаружить невероятно бодрую сверхмассивную черную дыру. Она уже в 20 млрд. раз массивнее Солнца и с каждым годом увеличивается при скорости в 60 солнечных масс.
Еще одно чудовище располагается в центре масштабной галактики эллиптического типа NGC 1277. Искать нужно на территории созвездия Персей. Ее массивность достигает 21 млрд. солнечных! Черта горизонта событий охватывает 130 млрд. км (в 15 раз дальше дистанции Солнце-Нептун). Радует лишь то, что сейчас у нее нет пищи, потому она «спит».
Сверхмассивный лидер
Сравнительный размер сверхмассивной черной дыры TON 618
Кто же оказался на первом месте? Новые находки и сведения все время меняют характеристики космических объектов. Но по данным 2018 года на первом месте по массивности при показателе 66 млрд. солнечных масс находится объект TON 618. Проживает в Гончих Псах при удаленности от нас в 10.37 млрд. световых лет.
Сверхмассивная черная дыра притаилась в галактическом центре. Галактику не удается изучить из-за свечения сверхъяркого квазара. Кстати, эта черная дыра считается не только наиболее массивной, но пока удерживает первенство в качестве самой отдаленной. Из-за массы в 66 млрд. солнечных эту сверхмассивную черную дыру относят к классу «ультрамассивных».
Постскриптум
Для сравнения, в нашем галактическом центре также проживает вероятная сверхмассивная черная дыра – Стрелец А*. Так вот она по массивности достигает чуть больше 4 млн. солнечных и отдалена от нас на 26000 световых лет.
Источник
Самая большая черная дыра во Вселенной. Что мы о ней знаем?
Далеко-далеко на расстоянии чуть больше 10 миллиардов световых лет от нас в созвездии Гончие Псы находится невероятно яркий квазар со сверхмассивной черной дырой в центре — TON 618.
Открыли его еще давно, аж в 1957 году в обсерватории Тонанцинтлы, где пока еще неизвестному объекту присвоили номер 618. А само название TON скорее всего произошло от первых трех букв наименования обсерватории.
Квазар в представлении художника. Фото: ESO/M.
Как известно, внутри каждого квазара есть черная дыра, но об этом узнали лишь в 1963 году и именно тогда был наконец-то определен статус TON 618. Это сверхъяркий квазар или по другому — сверхмассивная черная дыра в процессе поглощения материи. В результате этого TON 618 может превышать яркость Солнца в 140 триллионов раз. Из-за такой неимоверно большой светимости, ученые не могут разглядеть галактику в которой находится этот квазар.
Но это еще не самый яркий квазар в известной нам Вселенной, есть квазар со светимостью в 600 триллионов Солнц. Если Вам интересно, то в моем блоге на «Пульсе» про него есть отдельная статья.
TON 618 считается самой массивной и большой черной дырой в известной нам Вселенной. Его массу оценивают в 66 миллиардов солнечных масс. Для сравнения, черная дыра Стрелец А*, в центре нашей галактики имеет массу в 4 миллиона Солнц. TON 618 массивнее даже некоторых галактик.
Сравнение массы (масштаб не соблюден) TON 618 и галактики Треугольник.
А его размеры поражают еще больше. Если сравнивать с радиусом Стрельца А* (45 астрономических единиц), то TON 618 имеет радиус в 2600 астрономических единиц или примерно 360 световых часов. Если кто-то не знает я напомню, что астрономическая единица равна среднему расстоянию от Земли до Солнца (150 миллионов километров).
TON 618 в сравнении с Солнечной системой (с орбитой последней планеты).
Сложно поверить в существование чего-то настолько огромного и массивного, но я уверен, что во Вселенной еще найдется черная дыра, которая обгонит нашего сегодняшнего рекордсмена по всем характеристикам.
Источник
8 самых больших черных дыр во Вселенной — Согласно их солнечным массам
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 x 10 30 кг, что примерно в 333 000 раз больше массы Земли.
Предполагается, что почти все большие 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 существуют миллионы сверхмассивных черных дыр, невероятно массивные из них редки, и на сегодняшний день идентифицировано лишь малое 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 M-сигма и дисперсию скорости.
Массы, полученные из этих методов, часто противоречат друг другу. 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
Солнечная масса: 2 × 10 10
Кластер Феникса является одним из самых массивных из известных кластеров, большая часть его массы находится в форме 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 × 10 10
Обнаруженный в 1785 году, NGC 4889 является самой яркой галактикой в северной части скопления комы, расположенной 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 центральной черной дыры 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 от 2 до 12 раз.
В настоящее время он дремлет, и вокруг него, кажется, остаются стабильные звезды. Тем не менее космический телескоп Хаббла обнаружил ионизированную среду вокруг сверхмассивной черной дыры, предполагая, что NGC 4889, возможно, был квазаром миллиарды лет назад.
Квазар — чрезвычайно яркое активное галактическое ядро, 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 × 10 10
В 2002 году наблюдения Чандры показали, что высокоскоростные ветры уносят газы (до 40% скорости света) из сверхмассивной черной дыры, питающей 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 (изгибанием его света галактикой, попавшей в него). Этот эффект также усиливает свет квазара в 100 раз, что позволяет 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, чтобы заполнить океаны Земли более чем в 100 триллионов раз.
5. NGC 6166
Солнечная масса: 3 × 10 10
NGC 6166 — одна из самых ярких эллиптических галактик [с точки зрения рентгеновского излучения], расположенная на расстоянии 490 миллионов световых лет 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, создавая большие релятивистские струи.
Ученые предположили, что центр галактики может также содержать несколько звезд O-типа; редкие сине-белые звезды с температурой более 30000 кельвинов.
4. H1821 + 643
Солнечная масса: 3 × 10 10
Сильно светящийся квазар, H1821 + 643, расположен в гигантском кластере с сильным охлаждающим потоком 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.
3. IC 1101
Солнечная масса: (4-10) × 10 10
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
Солнечная масса: 4 × 10 10
S5 0014 + 81 относится к наиболее энергичному типу активных ядер галактик — это блазар, расположенный вблизи области высокого склонения созвездия Цефея, на расстоянии около 12,07 миллиардов световых лет от Земли.
Это 6-й самый яркий квазар, известный на сегодняшний день, с яркостью более 10 41 Вт. Чтобы поместить это в перспективу, это 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 Герилса 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, что эквивалентно 40-кратному радиусу орбиты Плутона.
1. TON 618
Солнечная масса: 6,6 × 10 10
Тон 618 — это гиперлюминиевый квазар, расположенный в 10,37 миллиардах световых лет от Земли. Он содержит самую большую черную дыру [известную человечеству], вес которой в 66 миллиардов раз превышает массу 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, определило TON 618 как квазар.
TON 618 считается аккреционным диском чрезвычайно горячего газа, циркулирующего вокруг массивной черной дыры в центре галактики. Это так ярко, что затмевает остальную часть галактики. Фактически, это один из самых ярких объектов во Вселенной со светимостью 4 × 10 40 Вт, что эквивалентно 140 000 миллиардов раз больше Солнца.
Поскольку газ в аккреционном диске движется с очень высокой скоростью (около 7000 км / с), черная дыра создает исключительно сильную гравитационную силу. И горизонт событий такой массивной черной дыры будет 2600 а.е. в диаметре.
Источник