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
Топ-10 самых больших черных дыр во Вселенной
Чёрные дыры в реальности не настолько красивы, как их показывают в голливудских блокбастерах. Более того, из-за огромной силы гравитационного притяжения, они не только поглощают все близлежащие звезды, но и не пропускают свет.
Границы чёрной дыры не может покинуть даже объект, способный двигаться со скоростью света. Слово «черная» в названии стоит не зря: без специального оборудования увидеть их невозможно ввиду полного отсутствия света внутри.
В этой подборке мы собрали десятку самых больших чёрных дыр во Вселенной, открытых на данный момент. Каждый год или несколько лет в разных галактиках находят новые, поэтому этот рейтинг довольно скоро может измениться.
Например, в 2014 году была открыта чёрная дыра H1821+643, которая тут же стала самой массивной, но с тех пор все изменилось. Были найдены ещё 3 чёрные дыры значительно больше, и это за каких-то 5 лет (в 2020 пока чёрные дыры не открывали).
10. Из галактики NGC 1600
Галактика NGC 1600 находится от нас на расстоянии 200 млн световых лет и примечательна тем, что она довольно изолирована. Ранее учёные считали, что массивные чёрные дыры могут находиться только в центре скоплений галактик, но NGC 1600 стала исключением.
«Несмотря на то, что у нас уже были подозрения, что NGC 1600 может содержать чёрную дыру в центре, мы были удивлены тем, что она оказалась в 10 раз больше, чем можно было подумать исходя из массы галактики», – сказал доктор Йенс Томас из Института Планет Макса Планка в Германии.
Основываясь на предыдущих снимках телескопа Хаббл, ученые обнаружили корреляцию между массой черной дыры и центральной выпуклости звезд ее галактики: чем больше выпуклость, тем больше черная дыра.
9. Из галактики NGC 1277
Огромные черные дыры в сердцах галактик иногда называются темными монстрами, которые питаются звездами и газом вокруг них. При этом большинство составляют лишь крошечную часть общей массы от их галактик, но вес NGC 1277 – около одной седьмой от общей массы галактики, что является рекордом. Кроме того, она в 17 млрд раз тяжелее Солнца.
Черная дыра NGC 1277 предоставляет новую информацию ученым, стремящимся понять взаимосвязь между галактиками и их центральными черными дырами.
В течение нескольких десятилетий астрономы наблюдали, что существует связь между массой галактической черной дыры и массой выпуклости звезд вокруг нее. Точные измерения массы десятков черных дыр и окружающих их выпуклостей показали, что «масса» обычно составляет 0,2 процента от веса выпуклости.
8. Лацертида OJ 287
OJ 287 – квазар, который находится на расстоянии 3,5 миллиардов световых лет от нашей планеты. Квазары или квазизвездные объекты освещают центры многих отдаленных галактик.
Если бы мы могли подойти поближе, мы бы увидели блестящий уплощенный аккреционный диск, состоящий из нагретого звездного вещества, вращающегося вокруг центральной черной дыры на предельных скоростях.
Когда вещество высасывается из отверстия, струи горячей плазмы и энергичного света вылетают перпендикулярно диску и если один из них направлен прямо на нас, то квазар называют «блазар». Изменчивость света, исходящего из сердца блазара, настолько постоянна, что объект практически мигает.
Квазары – это массивные и неуловимые объекты, которые излучают большое количество энергии. Хотя это все еще область исследований, было высказано предположение, что квазары содержат массивные черные дыры, которые могут представлять собой этап в эволюции некоторых галактик.
7. В скоплении Феникса
Названный в честь созвездия, в котором он находится на расстоянии около 5,7 миллиардов световых лет от Земли, кластер Феникс представляет собой огромное скопление галактик в количестве более 1000 штук.
В его центре находится массивная галактика, которая, по-видимому, извергает звезды со скоростью 500-800 солнечных масс в год. Она таит в себе сверхмассивную черную дыру, поглощающую звездообразующий газ, который питает пару мощных струй, вырывающихся из черной дыры в противоположных направлениях в межгалактическое пространство.
6. Из галактики NGC 4889
Галактика NGC 4889 является самой большой и яркой, поэтому нет ничего удивительного в том, что в её центре притаилась огромная чёрная дыра, масса которой в 20 млрд раз превышает вес Солнца.
Поражает своими размерами и её горизонт событий, диаметр которого составляет внушительные 130 млрд км, что делает его больше диаметра орбиты Нептуна. И не просто больше, а в 15 раз. Для наглядности сравним с чёрной дырой в нашей галактике: её масса всего в 4 раза больше солнечной, а диаметр горизонта составляет лишь 1/5 орбиты Меркурия.
Сейчас чёрная дыра NGC 4889 находится в фазе отдыха, то есть не поглощает близлежащие звезды, которые спокойно вращаются вокруг неё. Отдыхает она из-за того, что уже «наелась» и пока что не способна больше поглощать космические объекты.
5. Квазар APM 08279+5255
Вы вряд ли сможете себе представить излучение, мощность которого равняется излучению 4 млрд Солнц, а квазар APM 08279+5255 обладает именно такой силой. Масса поражает не менее сильно: 18-20 млрд нашего небесного светила.
Расположенный в миллиардах световых лет от нашей планеты, квазар с чёрной дырой поглощает все, что находится в пределах её горизонта событий.
4. Квазар H1821+643
Малоизвестное простому человеку созвездие Драко – это место, где расположен квазар H1821+643. Всего 6 лет назад чёрная дыра, найденная здесь, была названа самой большой, но с тех пор открыли целых 3 более массивных. Эта же, с весом около 30 млрд Солнц, сейчас занимает лишь четвертую строчку рейтинга.
Забегая вперёд скажем, что с 2014 года учёные смогли отыскать чёрную дыру вдвое (. ) больше этой.
3. Квазар SDSS J102325.31+514251.0
Длинное название этой чёрной дыре отлично подходит, так как с первого взгляда становится ясно, что речь идёт о чем-то масштабном.
Это трудно себе представить, но масса квазара SDSS J102325.31+514251.0 более чем в 35 млрд раз превышает массу Солнца. Учитывая, что далеко не каждый способен представить массу Солнца, представить нечто, превосходящее его в 35 млрд раз, кажется невыполнимой задачей.
2. Блазар S5 0014+81
Космический корабль Swift, группа учёных и куча времени – вот что понадобилось для определения уровня яркости квазара S5, а также установления массы чёрной дыры, расположенной в центре.
Довольно неожиданно для самих себя учёные нашли там ни что иное, как огромную чёрную дыру в 40 млрд раз тяжелее Солнца. Это, между прочим, в 10 000 раз больше, чем масса «нашей» чёрной дыры в Млечном пути.
1. Квазар TON 618
А вот и победитель, самая огромная чёрная дыра на данный момент: её масса в 66 млрд раз больше массы Солнца. Квазар TON 618 – самая большая из когда-либо открытых черных дыр.
Свет, исходящий из нее, оценивается в 10,4 миллиарда лет. Она подпадает под новую классификацию и является ультрамассивной черной дырой. Её горизонт событий точно не известен, но учёные предполагают, что он составляет около 200 млрд километров.
Возможно, что уже в 2020 году появится новый рекордсмен, который ещё сильнее будет поражать своими размерами.
Источник