Необычная галактика «борется» с черной дырой и создает по 100 звезд в год. Что мы знаем о ней?
Долгое время считалось, что черные дыры поглощают огромное количество окружающей материи, что приводит к смерти галактик. При этом процессе формируется высокоэнергетический объект, называемый квазаром, который останавливает рождение звезд. Однако исследователи обнаружили галактику, которая выживает в огромной мощности квазара, продолжая формировать новые звезды. Как так бывает?
Речь идет о системе, в которой внутри галактики находится квазар, похожий на звезду радиоисточник с черной дырой в центре. Обычно в такой системе квазар поглощает всю энергию и не дает галактике производить новые звезды, однако не в этом случае.
Квазары представляют собой активные ядра галактик на начальном этапе развития, в которых сверхмассивная черная дыра поглощает окружающее вещество, формируя аккреционный диск. Он и является источником излучения, исключительно мощного (иногда в десятки и сотни раз превышающего суммарную мощность всех звезд таких галактик, как наша) и имеющего, помимо космологического, гравитационное красное смещение.
Как работает система «галактика + квазар»?
Вокруг квазаров вращаются зарождающиеся галактики, а в их центре находятся сверхмассивные черные дыры.
Любой объект, попадающий под притяжение черной дыры, начинает ускоряться и становится горячее и ярче. Вся материя вокруг черной дыры раскаляется до предела. Все это сопровождается свечением и выбросом энергии частиц тех объектов, которые она поглощает.
Квазар не существует без черной дыры, он питается энергией, которую ему поставляют гравитационные силы дыры. Когда она поглотит все, что сможет, и вокруг почти ничего не останется, квазар умрет. Обычно он светится несколько миллионов лет, потом остается только черная дыра.
Активные галактики и квазары производят гораздо больше энергии, чем нормальные галактики — именно поэтому мы и можем видеть их на таких огромных расстояниях. В обычных галактиках почти весь свет испускают нормальные звезды. В высокоэнергетических общее количество испускаемой энергии намного превышает продукцию звезд. Очень подробные карты, составленные радиоастрономами, показывают, что подавляющая часть избыточной энергии исходит из центральных областей.
Сейчас многие уверены в том, что ядра энергетически активных галактик служат прибежищем гигантских черных дыр. Вероятно, их массы заключены в пределах от нескольких тысяч до нескольких миллиардов масс Солнца. Космический телескоп «Хаббл» зарегистрировал водовороты вещества, вращающиеся вокруг черных дыр. Если черная дыра однажды образовалась, она все время увеличивается за счет втягивания вещества из окружающих областей. В гигантских галактиках типа М87 центральная черная дыра может пожирать за день массу, эквивалентную нескольким звездам.
Черная дыра и окружающий ее диск постоянно заправляются все новыми порциями материи. Центральные области галактик густо заполнены звездами. Очень плотные звездные скопления могут пополнять запасы горючего. Это может быть газ, сорвавшийся с поверхности нормальных звезд в ходе их эволюции, либо это могут быть обломки от очень большого числа взрывов сверхновых. По мере того как черная дыра увеличивается, нарастающая сила ее гравитационного поля позволяет ей легче захватывать звезды и разрывать их в клочья.
Подобная система есть в нашей вселенной?
Наша галактика вращается вокруг сверхмассивной черной дыры. Ее имя — Sgr A*. Когда-то она питала квазар, но он погас на стадии зарождения Млечного пути.
Квазар возникает лишь однажды, потом черная дыра существует уже без него. Если бы квазар все еще существовал в центре нашей галактики, то жизнь не смогла бы тут зародиться из-за постоянных выбросов энергии. Но квазар может зародиться вновь, если при столкновении Млечного пути и Андромеды через 4 млрд лет центры галактик сольются.
Как вышло, что одна галактика может «бороться» с квазаром и его черной дырой?
Астрономы обнаружили далекую галактику, которая сумела продолжить образование новых звезд, несмотря на присутствие разрушительного «холодного квазара», бушующего в ее ядре. Открытие было сделано с помощью телескопа SOFIA, который был установлен на борту специально модифицированного самолета Boeing 747SP: он летел высоко над облаками и мог наблюдать инфракрасный свет, излучаемый далекой галактикой.
Для образования новых звезд должно быть много пыли и холодного газа, это все можно найти в огромных облаках в межзвездном пространстве. Со временем гравитационное притяжение и другие катализаторы заставляют материалы, из которых состоят эти облака, группироваться вместе и в конечном итоге объединяться в полностью сформированные звезды и солнечные системы. Однако сверхмассивные черные дыры могут нарушить этот процесс и даже полностью его остановить.
Когда материал попадает в черную дыру и оседает в аккреционном диске, он начинает вращаться быстрее и невероятно ярко светиться, выделяя огромное количество энергии в виде электромагнитного излучения. Когда это происходит в больших масштабах, сверхмассивная черная дыра превращается в квазар. На этом этапе своего существования квазар будет излучать огромное количество энергии обратно в галактику, а энергия, в свою очередь, будет вытеснять большую часть оставшегося в нем холодного звездообразующего материала. Обычно из-за этогоона перестает производить новые звезды.
Однако новое исследование показало, что галактика CQ 4479, расположенная примерно в 5,25 млрд световых лет от Земли, смогла выдержать такое разрушающее влияние.
Авторы нового исследования использовали данные, собранные телескопом Стратосферной обсерватории (SOFIA). Установленный на Boeing 747SP телескоп в 2,7 м мог наблюдать за далекой галактикой, избегая при этом 99% атмосферы Земли, которая блокирует инфракрасное излучение.
Отмечается, что найденная галактика способна рождать около 100 звезд размером с Солнце за год. Это открытие может объяснить, как появились массивные галактики, а также заставит ученых переосмыслить все теории их эволюции.
Это показывает нам, что рост активных черных дыр не всегда прекращает рождение звезд. Это идет вразрез с сегодняшними научными знаниями о таких системах.
Эллисон Киркпатрик, доцент Канзасского университета в Лоуренсе
Что в итоге?
Необходимы дальнейшие исследования, которые помогут узнать, проходят ли другие галактики подобную стадию, во время которой растет и черная дыра, и звезда. Исследования, запланированные на 2021 год, позволят выявить, как на квазары влияют их родительские галактики.
Источник
Малоизвестные факты о Вселенной. Звезда -гигант. Ярчайший квазар и древнейшая черная дыра
Космос всегда манит людей. Если вы из таких, то вам будет интересно прочесть эту статью. Здесь будет рассказано об интересных космических телах и явлениях, которые встречаются в нашей необъятной вселенной. А главное — узнаем, насколько они опасны для землян .
Звезда-гигант
Голубой сверхгигант R136a1 имеет массу, превышающую массу Солнца более чем в 250 раз , а при своём рождении в 320 раз. Находится эта звёздочка в Туманности Тарантул в Большом Магеллановом Облаке. Световое излучение этой звезды тоже поражает воображение, оно превышает излучение нашей звезды в 10 миллионов раз. R136a1 была обнаружена Полом Кроутером с командой астрономов из Университета Шеффилда 21 июня 2010 года. Если бы она была вместо Солнца, Земле пришел бы каюк.
Примечательная пара— ярчайший квазар и древнейшая черная дыра
Квазар под заковыристым названием SDSS J0100+2802 имеет светимость в целых 42 триллиона раз больше, чем солнечная. Черная дыра, образующая квазар, имеет массу, сопоставимую с 12 миллиардами масс Солнца . Это в 3000 раз больше, чем масса черной дыры в центре нашей галактики. А образовалась она всего лишь на 900 миллионов лет позже Большого взрыва. SDSS J0100+2802 обнаружен сравнительно недавно китайскими учёными в декабре 2013 года при помощи Лицзянского телескопа в провинции Юньнань.
Кстати, сверхмассивные черные дыры, такие, как питают этот квазар, сами по себе имеют вес от миллиона до миллиарда масс Солнца. если бы она оказалась ближе к Солнцу, нашей системе пришел бы конец.
NGC 1976
NGC 1976, M 42 или просто Туманность Ориона — самая яркая туманность на ночном небе Земли . Вдали от городов её прекрасно видно и невооружённым глазом из любого места нашей планеты. По галактическим меркам туманность Ориона находится недалеко, всего в 1344 световых годах от Солнечной системы.
Планета-одиночка
CFBDSIR2149 — наиболее одинокая планета из известных , на неё ощутимо не действует сила гравитации ближайших звёзд, она одна дрейфует в открытом космосе. Одинокая CFBDSIR2149 была открыта Филиппом Делормом с использованием мощного телескопа ESO. Похожие планеты наблюдались и раньше, но по разным причинам, например из-за расстояния, изучение было затруднено. Исследование именно CFBDSIR2149, по мнению учёных, позволит сделать качественный рывок в понимании того, как планеты покидают родные системы или становятся выброшены из них. кстати, Землю тоже вполне может выбросить в космос, если будет какой-то крупный катаклизм.
Астероид Круитни
Круитни вращается вокруг Солнца с орбитой, один в один идентичной орбите Земли. Но центр орбиты немного смещён, поэтому астероид пересекает орбиты сразу трёх планет : Венеры, Земли и Марса. Обнаружен был в 1986 году 10 октября астрономом-любителем Дунканом Уалдроном из Великобритании с помощью мощного на то время телескопа Шмидта. Уникальная траектория полёта была вычислена через 11 лет после обнаружения. Благодаря орбитальному резонансу с Землёй Круитни делает круг вокруг Солнца за 364 дня, что позволяет почти всегда держать равное расстояние с нашей планетой. Столкновения между ними можно не опасаться, если не произойдёт смещение орбиты, то оно наступит не в ближайшие несколько миллионов лет.
Галактический суперкластер
Обычные галактические кластеры — это сложнейшие суперструктуры, состоящие из нескольких галактик. Кластер ACT-CL J0102—4915 является самым большим из них и одновременно это самая большая и массивная из известных структур во всей ранней Вселенной. Последние работы учёных показывают, что расчетная масса Эль-Гордо (неофициальное название кластера ACT-CL J0102—4915) массивнее Солнца в 3 квадриллиона раз, и самая ближняя его часть находится на расстоянии 7 миллиардов световых лет (по другим источникам 9.7 миллиардов) .
Благодарю за прочтение этой статьи. Обсуждайте самые понравившиеся явления и подписывайтесь, чтобы не пропускать новые интереснейшие факты и занимательные вещи.
Источник
Квазары и чёрные дыры
Чёрные дыры и квазары – это два довольно удивительных и мало изученных объекта в нашей Вселенной, которые довольно подробно изучаются в современной науке. Кроме всего прочего, выяснилось, что квазары и чёрные дыры имеют весьма прочную связь.
Естественно, вы никак не сможете увидеть чёрную дыру в обычный телескоп. Но бьюсь об заклад что как только ваши друзья узнают, что вы занимаетесь астрономией, они тотчас же станут вам задавать вопросы о чёрных дырах.
Проникнуть в чёрную дыру можно, а вот вылететь из неё – абсолютно невозможно, как бы вы сильно этого не хотели. У вас не будет времени даже для того чтобы что-нибудь крикнуть. Поскольку огромное давление вмиг раздавит вас.
Чёрная дыра – это объект во Вселенной, обладающий настолько колоссальной гравитацией, что из неё не могут выбраться даже лучи света; как раз поэтому мы и не можем увидеть чёрные дыры.
На этом изображении чёрная дыра MAXI J1820 + 070 поглощает материал соседней звезды и формирует аккреционный диск. Авторы и права: Aurore Simonnet / NASA’s Goddard Space Flight Center.
Любое тело, попавшее в чёрную дыру, должно будет выработать энергии больше, чем оно производило когда-либо, чтобы выбраться из этой дыры. Официальное название данной “энергии” – скорость убегания (escape velocity).
Проектировщики ракет под термином “скорость убегания” подразумевают скорость, с которой должна лететь ракета или любой другой объект, для того чтобы преодолеть притяжение Земли и выйти в космическое пространство. Подобным образом этот термин применяется для любого тела во Вселенной (т.е. как скорость необходимая для преодоления притяжения какого-либо космического тела).
На Земле скорость убегания (или, правильнее, вторая космическая скорость) равняется 11 км/с. Для тел с более слабой гравитацией необходима меньшая скорость (допустим, на Марсе она составляет около 5 км/с), а для планет с более сильной гравитацией – большая (например, на Юпитере она равняется 61 км/с).
Но лидером Вселенной по скорости убегания является, и всегда будет таковой, чёрная дыра. Её гравитация настолько огромна, что для её преодоления необходима скорость убегания, свыше скорости света (т.е. больше 300 000 км/с). Именно поэтому никакой объект в мире не сможет вырваться из чёрной дыры, даже свет.
Источник
Космические рекордсмены: 12 самых больших объектов во вселенной
Вселенная — это большое место, и оно полно великих вещей. Планеты, звезды, галактики и скопления галактик простираются вверх во все более массивных масштабах. Здесь мы восхищаемся некоторыми рекордсменами в разных космических категориях, возможно, чувствуя себя униженными из-за способности вселенной создавать сущности невероятного размера и величия.
Самая большая экзопланета: GQ Lupi b
Астрономы не были уверены, что делать с таинственным GQ Lupi b, когда он был впервые обнаружен в 2005 году. Находясь на орбите молодой звезды примерно в два с половиной раза дальше, чем Плутон от Солнца, спутник-объект казался либо планетой, либо коричневый карлик, который на самом деле является типом маленькой звезды. Последующие наблюдения еще не прояснили путаницу, но лучшие оценки показывают, что у GQ Lupi b радиус примерно в 3,5 раза больше радиуса Юпитера, а это означает, что если это экзопланета, то она самая большая из когда-либо найденных.
Крупнейшая звезда: UY Scuti
UY Scuti — гипергигантная звезда с радиусом, который примерно в 1700 раз больше Солнца, что делает ее самой большой известной звездой во вселенной . Если бы кто-то разместил UY Scuti в центре солнечной системы, его край простирался бы чуть дальше орбиты Юпитера. Газ и пыль, исходящие от звезды, будут простираться еще дальше, за орбиту Плутона или примерно в 400 раз больше расстояния от Земли до Солнца.
Самая большая туманность: туманность Тарантул
Туманность Тарантул является самой большой из известных туманностей и наиболее активной звездообразующей областью в нашем местном галактическом районе, и ее протяженность составляет более 1800 световых лет . Также известный как 30 Дорадус, объект расположен в 170 000 световых лет от Земли в Большом Магеллановом Облаке, маленькой спутниковой галактике, которая вращается вокруг нашего Млечного Пути. Этот тарантул — не просто паразит-убийца, а звездный питомник — в его прекрасных складках газа и пыли рождаются молодые звезды.
Самое большое пустое место: Супервоид в Эридане
В 2004 году астрономы заметили гигантскую область пустого пространства на картах, созданных спутником Уилкинсонского микроволнового анизотропного зонда (WMAP) НАСА, который с изысканной детализацией сканировал космический микроволновый фон или оставшееся излучение Большого взрыва. По словам Вице , пятно, которое охватывает 1,8 миллиарда световых лет, странно лишено звезд, газа, пыли и даже темной материи. Хотя они видели предыдущие пустоты, исследователи остаются сбитыми с толку относительно того, как именно один из этих размеров и размеров сформировался.
Самая большая галактика: IC 1101
Ширина нашей галактики Млечный Путь составляет около 100 000 световых лет, но это довольно средняя величина для спиральной галактики. Для сравнения, самая большая из известных галактик, называемая IC 1101 , в 50 раз больше и примерно в 2000 раз массивнее, чем наш галактический дом. Растягиваясь на впечатляющие 5,5 миллионов световых лет, IC 1101 настолько велик, что, если его расположить там, где сейчас находится Млечный путь, его край достигнет нашего ближайшего галактического соседа, Андромеды.
Самая большая черная дыра: 618 тонн
Считается, что сверхмассивные черные дыры прячутся в центре каждой галактики и могут во много миллионов раз превышать массу Солнца. Но самая большая известная черная дыра может быть найдена, питая отдаленный квазар — гигантские объекты в ранней вселенной, извергающие безумные количества радиации. Согласно заявлению, этот, известный как TON 618, имеет оценочную массу 66 миллиардов солнц .
Крупнейшие галактические пердуны: Fermi Bubbles
В 2010 году астрономы с помощью космического телескопа Ферми обнаружили колоссальные структуры, появляющиеся из Млечного Пути. Эти массивные пятна, которые можно увидеть только при определенных длинах волн света, имеют высоту 25 000 световых лет (четверть ширины Млечного пути). Исследователи полагают, что пузыри являются результатом древнего безумного питания, которое пережила центральная черная дыра нашей галактики, что привело к огромным энергетическим отрывам.
Крупнейший одиночный объект: Протокластер SPT2349-56
Когда Вселенной было всего лишь одна десятая ее нынешнего возраста, 14 галактик начали разрушаться вместе и образовывать самый массивный из известных гравитационно связанных космических объектов, протокластер SPT2349-56 . Сжатый вместе в пространстве, которое всего в три раза больше нашей галактики Млечный Путь, этот мегамергер в конечном итоге объединится в одну галактику, вес которой в 10 триллионов раз превышает массу Солнца. Дополнительные наблюдения показали, что около 50 дополнительных галактик окружают структуру, которая оседает в гигантском объекте, известном как галактическое скопление, в котором много галактик вращаются вокруг друг друга.
Самая большая галактическая коллекция: Сверхскопление Shapley
Астроном Харлоу Шепли открыл в 1930-х годах колоссальную коллекцию галактик, которая теперь носит его имя. По данным Европейского космического агентства, сверхскопление Шепли, содержащее более 8000 галактик и массой более 10 миллионов миллиардов Солнца, является самой большой структурой в локальной вселенной .
Крупнейший сверхскопление: сверхскопление Laniakea
Наш Млечный Путь — всего лишь крошечный член гигантской коллекции галактик, известной как Суперскопление Ланьякеа . Хотя он не имеет формальных границ, по оценкам астрономов, он содержит около 100 000 галактик общей массой, примерно в 100 миллионов миллиардов раз превышающих массу Солнца, и простирается на более чем 520 миллионов световых лет.
Крупнейшая коллекция квазаров: Huge-LQG
Отдаленные сверхъяркие объекты с чёрной дырой, известные как квазары, уже очень велики. Но иногда квазары могут объединяться в кластеры, причем самый большой образно назван Huge-LQG (для Huge Large Quasar Group). Согласно данным «Атлантики» , колоссальная космическая коллекция, содержащая 73 квазара и предполагаемую массу 6,1 квинтиллиона (это 1, за которым следуют 18 нулей), считается, что ее колоссальный космический сбор составляет 4 миллиарда световых лет .
Величайшая вещь во вселенной: Великая китайская стена Геркулес-Корона
Нанося на карту местоположения гамма-всплесков — мимолетных, но мощных взрывов, которые происходят, когда умирает массивная звезда — астрономы обнаружили то, что часто считается самым большим известным объектом в космосе: Великая стена Геркулес-Корона Бореалис . Ширина объекта составляет 10 миллиардов световых лет, и он может содержать миллиарды галактик. Великая китайская стена была впервые обнаружена в 2013 году, когда исследования показали, что гамма-лучи особенно сконцентрированы на расстоянии около 10 миллиардов световых лет в направлении созвездий Геркулес и Северная Корона.
Источник