Почему светятся черные дыры

17 September 2018

Черная дыра не просто так имеет такое название. Черная дыра — это объект с настолько сильной гравитацией, что ее пределы ничто не может покинуть, даже объекты, двигающиеся со скоростью света, в том числе частицы света. Поэтому сама по себе черная дыра представляет собой просто пустую и абсолютно черную область.

Именно из-за того, что черная дыра не испускает никаких частиц, в том числе и частиц света, мы не можем напрямую наблюдать их в телескопы. Однако, именно экстремальные условия существования этих объектов могут делать их самыми яркими во Вселенной. Чтобы разобраться в этом, на первый взгляд парадоксальном заявлении, ознакомимся с одним интересным явлением, которое часто наблюдается в космосе.

Аккреция

Слово аккреция во многих научных дисциплинах имеет значение прибавления к чему-либо. В астрофизике это понятие приобретает более узкий смысл — процесс приращения массы космическим телом путем собственного гравитационного притяжения материи из окружающего пространства.

Аккреция наблюдается именно по причине гравитации тела. Когда метеорит попадает в Землю, то это еще не значит, что этот процесс связан с аккрецией. Метеорит летел с такой скоростью, что гравитация планеты не способна захватить такой предмет, что значит, что метеорит просто врезался в Землю. Но когда комета свободно летит мимо Солнца и захватывается его сильной гравитацией по итогу упав на звезду, то это и есть аккреция.

Аккреция вещества с обычной звезды на нейтронную.
Аккреция вещества с обычной звезды на нейтронную.

Роль аккреции в образовании звезд и планет

В космосе все всегда вращается. Спутники вращаются вокруг планет, планеты вокруг звезд, звезды вокруг центра галактики. Например, звездные системы образуются из космических газопылевых облаков. Такое облако постепенно поджимается под действием собственной гравитации и начинает вращаться все активней. В итоге в центре такого облака образуется молодая звезда с аккреционным газопылевым диском вокруг.

Молодая звезда со своим аккреционным диском
Молодая звезда со своим аккреционным диском

В итоге именно из такого диска образуются планеты и спутники. Именно процесс аккреции играет весомую роль в образовании звездных и галактических систем в космическом пространстве.

Черные дыры и аккреция

Для аккреции самым важным параметром является гравитация. Черные дыры являются объектами с экстремальными гравитационными показателями.

Черные дыры, вопреки многим фантазиям, не являются какими-то космическими пылесосами, которые пытаются засосать в себя все окружающие объекты. Черные дыры, как и другие массивные объекты, как звезды или планеты, лишь притягивают к себе вещество, разве что с большей силой.

Вещество притянутое черной дырой как правило не просто падает на ее поверхность, а начинает активно вращаться по орбите в форме диска. Из-за столь большой гравитации, вещество разгоняется до огромных скоростей и между частицами возникает довольно сильное трение. Это приводит к тому, что вещество начинает очень активно излучать свет.

Кадр из фильма "Интерстеллар". Черная дыра в представлении Кристофера Нолана.
Кадр из фильма "Интерстеллар". Черная дыра в представлении Кристофера Нолана.

На различных изображениях аккреционный диск черной дыры имеет немного странную форму. Мы видим не просто диск, как например у Сатурна, а также видим как будто вещество перетекает по всем краям.

В действительности диск имеет обычную форму. Светящееся вещество сверху и снизу дыры является частью диска за черной дырой. Такой эффект получается из-за того, что гравитация черной дыры настолько сильна, что искривляется пространство вокруг такого объекта, поэтому мы видим искаженную картину того, что происходит за черной дырой.

Самые яркие объекты во Вселенной

В современном космосе, как правило, принято делить черные дыры на две категории: черные дыры звездных масс и сверхмассивные черные дыры.

Обычная черная дыра является остатком массивной звезды и имеет массу нескольких Солнц. Сверхмассивные черные дыры являются центрами крупных галактик и имеют массы до десятков миллиард солнечных масс.

Такие сверхмассивные черные дыры, поскольку являются центрами галактик, неизбежно формируют вокруг себя огромный аккреционный диск. Такие образования являются ядрами активных галактик и называются квазарами.

Квазар с массой двух миллиардов звезд в представлении художника
Квазар с массой двух миллиардов звезд в представлении художника

Аккрецирующее вещество сверхмассивных черных дыр излучает настолько ярко, что квазары являются самыми яркими образованиями во Вселенной. Не зря их называют космическими маяками!

Делитесь этой статьей в своих социальных сетях, а также не забывайте поставить палец вверх, подписаться на наш канал и оставить комментарий, если вам понравилась данная публикация!

Telegram: https://t.me/different_angle

Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/different_angle

Канал не позиционирует себя, как источник стопроцентно правдивой информации, а лишь претендует быть таковым.
Предложить свою статью, замечание или просто написать автору: @different_angle_bot
Предложить свою статью, замечание или просто написать автору: @different_angle_bot