В търсене на космически чудовища

К олко големи могат да бъдат черните дупки? Учените предполагат, че някои от тези загадъчни обекти, разпалващи човешкото въображение, достигат изумителни размери. Те са на мнение, че съществуват черни дупки, които са около един трилион (10 на 12-та степен, т.е. 1 000 000 000 000) пъти по-масивни от Слънцето. Ако това предположение се окаже вярно, то те ще са десет пъти по-големи от най-огромните черни дупки, познати на астрономите към днешна дата. Според експертите, подобно откритие би дало отговори на редица въпроси, свързани с историята и еволюцията на Вселената.

The fastest-growing black hole in the universe is 34 billion times the mass of our sun and feasts on a meal the equivalent of our sun each day, according to a new study https://t.co/afBj7KRYsT

— CNN International (@cnni) July 6, 2020

Малки и големи черни дупки

Ако приемем, че космосът е огромен магазин, а астрономите са негови клиенти, търсещи черни дупки, то те нямат особено богат избор. Причината е, че въпросните обекти съществуват само в два размера – малки и гигантски. Малките черни дупки се образуват след смъртта на масивни звезди, приключили своя живот с мощна експлозия, известна като свръхнова. Те са между пет и сто пъти по-масивни от Слънцето и се срещат изключително често. Според учените, само в нашата галактика - Млечния път, има няколко милиона малки черни дупки. Те са сравнително безопасни – стига, разбира се, да не се приближите твърде много до някоя от тях.

В центъра на някои галактики, обаче, се крият истински чудовища – т. нар. свръхмасивни черни дупки. Подобен обект има в центъра на Млечния път (известен е с името Sagittarius A). Той е около 4 милиона пъти по-масивен от Слънцето. Астрономите отбелязват, че това всъщност не е кой знае колко впечатляващо. Според тях, някои свръхмасивни черни дупки са с масата на 100 милиарда звезди като нашето Слънце! За някои учени, обаче, това не е достатъчно. По тази причина те задават един много любопитен въпрос – възможно ли е да съществуват черни дупки, които са още по-големи?

Far, far away in the constellation Cassiopeia, a galaxy resembling a TIE fighter is secured to a supermassive black hole, 1 billion times the mass of the Sun. How @TheNRAO & our @NASAUniverse missions studied the stars in this active galaxy: https://t.co/zq43mL4Eqp pic.twitter.com/Xi0ahCO1tK

— NASA (@NASA) August 27, 2020

Космически чудовища

Ако подобни черни дупки действително съществуват, то те ще се срещат изключително рядко. Подобни гигантски обекти трудно могат да се задържат цели, без да започнат да се разпадат. Въпреки това, на теория съществуването им е напълно възможно. Предполага се, че първата черна дупка се е появила преди много време, когато Вселената е била съвсем млада – само на около един милиард години. С течение на времето броят на тези обекти постепенно се увеличавал. Някои от тях се сливали и по този начин се родили първите свръхмасивни черни дупки. Учените отбелязват, че ако около някоя от тях има други черни дупки, то нищо няма да й попречи да ги погълне и да продължи да увеличава своите размери.

Черните дупки могат да растат и ако поглъщат материя. Но докато пада към хоризонта на събитията (границата, зад която гравитационните сили стават толкова големи, че нищо не може да се „измъкне“ от черната дупка – дори и светлината), тя се загрява и се отделя радиация, което пък ограничава скоростта, с която черната дупка се „храни“. Истината е, че най-големите подобни обекти са сериозно предизвикателство за съвременната астрофизика. Учените трудно могат да обяснят как малките черни дупки се превръщат в чудовищата, криещи се в галактическите ядра. Откриването на още по-масивни черни дупки пък би повдигнало въпроса дали всички такива обекти се образуват след смъртта на звезди или са резултат от далеч по-екзотични процеси, за които все още не знаем нищо (според една такава теория, огромните черни дупки се „раждат“ от колапса на газови облаци).  

The first black hole ever photographed now appears to be "wobbling" https://t.co/2gvkWfXgHz

— CBS News (@CBSNews) September 25, 2020

Поглед в неизвестното

Как може да бъде открита черна дупка, по-голяма от всички останали, известни до този момент? Отговорът на този въпрос дава ново изследване, авторите на което отбелязват, че подобни огромни обекти биха оказвали силно въздействие върху гравитационното развитие на галактиките, в които се намират. Свръхмасивните черни дупки съдържат около 1 процент от масата на техните галактики. Ако, обаче, има още по-големи черни дупки, то това ще доведе до някои лесно забележими резултати. Според учените, те биха повлияли на формата на галактиките, което пък би обяснило необичайния външен вид на някои от тях.

Астрономите също така не изключват вероятността огромните черни дупки да събират около себе си големи количества от мистериозната черна материя. Това би довело до излъчването на много специфичен вид радиация. Засега, обаче, всичко това е в сферата на догадките. Все още не е открита нито една черна дупка с подобни чудовищни размери. На теория, подобен обект може да е един трилион пъти по-масивен от Слънцето (ако масата на подобна черна дупка надхвърли тази граница, това на практика ще е в разрез със законите на физиката). Астрономите със сигурност се надяват да открият такава изумителна черна дупка, но дали това ще се случи? Ще трябва да почакаме, за да разберем отговора на този въпрос.