Сверхмассивные чёрные дыры

Чёрной дырой называют область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не может даже свет. Разросшиеся до гигантских размером чёрные дыры образуют ядра большинства галактик. Сверхмассивная чёрная дыра — это чёрная дыра с массой около 105—1010 масс Солнца. По состоянию на 2014 год сверхмассивные чёрные дыры обнаружены в центре многих галактик, включая наш Млечный Путь.

Самая тяжёлая сверхмассивная чёрная дыра за пределами нашей галактики находится в галактике в гигантской эллиптической галактики NGC 4889 в созвездии Волосы Вероники. Её масса — около 21 млрд солнечных масс!

На этом снимке — галактика NGC 4889 находится в центре. Где-то там притаился тот самый гигант.

Общепринятой теории образования чёрных дыр такой массы ещё нет. Существует несколько гипотез, наиболее очевидной из которых является гипотеза, описывающая постепенное наращивание массы чёрной дыры путём гравитационного притяжения материи (обычно газа) из космического окружающего пространства. Трудность образования сверхмассивной чёрной дыры заключается в том, что достаточное для этого количество вещества должно быть сконцентрировано в относительно небольшом объёме.

Спиральная галактика NGC 4845 (тип Sa) в созвездии Дева, находящаяся на расстоянии 65 миллионов световых лет от Земли. В центре галактики находится сверхмассивная чёрная дыра с массой около 230 000 солнечных масс.

Космическая обсерватория Chandra (Chandra X-ray Observatory, NASA) не так давно предоставила доказательства о том, что многие сверхмассивные черные дыры вращаются с огромной скоростью. Измеренная скорость вращения одной из черных дыр — 3.5 трлн. миль/час — это примерно половина скорости света, а её невероятная гравитация тянет за собой окружающее пространство на много миллионов километров.

Спиральная галактика NGC 1097 в созвездии Печь. В центре галактики находится сверхмассивная черная дыра, которая в 100 миллионов раз тяжелее нашего Солнца. Она засасывает в себя любую материю в окру́ге.

Мощнейший квазар в галактике Маркарян 231 может получать энергию от двух расположенных в центре черных дыр, которые кружатся вокруг друг друга. Согласно подсчетам ученых, масса центральной черной дыры превышает солнечную массу в 150 миллионов раз, масса черной дыры-спутника больше солнечной в 4 миллиона раз. Этот динамический дуэт поглощает галактическую материю и вырабатывает огромное количество энергии, вызывающее сияние в центре галактики, способное затмить сияние миллиардов звезд.

Квазары — самые яркие источники во Вселенной, свет которых ярче чем сияние их галактик. Есть гипотеза, что квазары представляют собой ядра далеких галактик на стадии необычно высокой активности. Квазара в центре галактики Маркарян 231 — это самый близкий к нам подобный объект и проявляет себя как компактный радиоисточник. Ученые оценивают его возраст всего в миллион лет. 

Гигантская эллиптическая галактика M60 и спиральная галактика NGC 4647 выглядят очень странной парой. Они обе находятся в созвездии Дева. Яркая M60, находящаяся на расстоянии около 54 миллионов световых лет от нас, имеет простую форму яйца, которая создаётся беспорядочно роящимися старыми звёздами. NGC 4647 (вверху справа), напротив, состоит из молодых голубых звёзд, газа и пыли, которые расположены в закрученных рукавах плоского вращающегося диска.

В центре М60 находится сверхмассивная черная дыра, имеющая 4,5 млрд солнечных масс.

Джеты далекой черной дыры показались в свечении ранней Вселенной

Рентгеновская обсерватория NASA "Чандра" обнаружила мощный джет, посланный черной дырой, когда возраст Вселенной составлял всего 2,7 млрд лет. В тот период жизни ранней Вселенной формировались сверхмассивные черные дыры, выбрасывающие мощные струи джетов в пространство.

При помощи космического телескопа "Чандра", просматривающего космос в рентгеновском диапазоне, ученым NASA удалось рассмотреть джет сверхмассивной черной дыры, которая выпустила струю материи в пространство на заре формирования Вселенной. На тот момент Вселенная прожила всего пятую часть ее современного возраста, хотя остаточное излучение было достаточно интенсивным, сообщается в официальном пресс-релизе NASA.

Джет был замечен на удалении как минимум в 300 тысяч световых лет от Земли, данное излучение является одним из старейших, которое когда-либо могли наблюдать земные телескопы. В настоящий момент астрофизики продолжают исследовать процесс излучения джетами х-лучей, однако понятно ученым одно, что струи электронов путешествуют со скоростью света за сотни тысяч световых лет, чтобы донести до Земли свет далекой черной дыры.

В первые несколько миллиардов лет после Большого взрыва Вселенная была наполнена космическим микроволновым фоновым излучением большей интенсивности, чем сегодня. Обычно реликтовое излучение удается поймать только радиотелескопом, отмечают ученые. Изучение подобных реликтовых джетов может рассказать ученым о процессе эволюции черных дыр за миллиарды лет пути.