Supermasivne crne rupe: Galaktički Behemoths

U središtu naše galaksije nalazi se supermasivna crna rupa. To se ne može vidjeti direktno kroz teleskop ili našim očima, ali astronomi znaju da je tu. U stvari, u srcima mnogih galaksija nalaze se supermasivne crne rupe. Kako astronomi znaju da ova čudovišta vrebaju u galaktičkim jezgrama? Koriste razne metode za proučavanje svjetlosti dok prolazi kroz crnu rupu, a također proučavaju područje oko crne rupe kako bi shvatili kako ona utječe na obližnje oblake plina, prašine, pa čak i zvijezda. Trenutno je supermasivna crna rupa u Mliječnom putu, zvana Strijelac A *, prilično mirna, a astronomi je prate u mnogim svjetlosnim duljinama kako bi razumjeli njezine postupke.

Crne rupe omiljeni su u pričama znanstvene fantastike i medijima. Ponekad se upotrebljavaju kao crtežni uređaj kako bi se omogućio neki međuzvjezdani trik. Ili se prikazuju u putovanju kroz vrijeme ili nekom drugom važnom elementu priče. Koliko god ovakve priče bile fascinantne, stvarnost iza ovih čudnih behemota je intrigantnija nego što to pisci mogu zamisliti. Koje su činjenice o supermasivim crnim rupama? Postoji li iza znanosti znanstvene fantastike supermasivne crne rupe? Hajde da vidimo.

općenito, supermasivne crne rupe su samo ono što im ime kaže: stvarno, stvarno masivne crne rupe. Oni mjere u stotinama tisuća solarnih masa (jedna solarna masa jednaka je masi Sunca) do milijardi solarnih masa. Posjeduju ogromnu snagu i imaju nevjerojatan utjecaj nad svojim galaksijama.

Većina jezgra supermasivne crne rupe postoje u jezgrama galaksije. To središnje mjesto omogućuje im da (barem djelomično) pomognu držati galaksije zajedno. Njihova gravitacija toliko je neizmjerna, zbog svoje nevjerojatne mase, da su čak i zvijezde udaljene stotine tisuća svjetlosnih godina u orbiti vezane oko njih i galaksija jezgre koje naseljavaju.

Kad god astronomi pričaju o crnim rupama, glavno imanje koje koriste je crno rupe koje razdvaja druge "normalne" predmete u njima svemir je gustoća. Ovo je količina "stvari" upakirane u volumen crne rupe. Gustoća na jezgrama crnih rupa toliko je velika da u biti postaje beskonačna. Konkretno, volumen (količina prostora koju crna rupa zauzima i njezina skrivena masa) približava se nuli. To znači da je malo više od sitne točke u prostoru, ali ta sitna točkica, koja se naziva singularnost, sadrži nevjerojatnu količinu mase. Zbog toga je postaje nevjerojatno gusta. Ta gustoća raspoređena je po cijeloj regiji crne rupe, od singularnosti do horizont događaja (što je točka u kojoj je gravitacija crne rupe prejaka odoljeti.

Zvuči kao da bi unutrašnjost crne rupe (izvan horizonta događaja) mogla biti nevjerojatno srušena, bez mjesta. Zanimljivo je da postoji misaoni eksperiment koji kaže da prosječna gustoća supermasivnih crnih rupa zapravo može biti manja od samog zraka koji ljudi udišu. U stvari, što je veća masa, to je veća manje gusta je supermasivna crna rupa ako se uzme u obzir cijeli volumen područja od singularnosti do horizonta događaja. Masa bi se distribuirala kroz to područje, s više mase u singularnosti nego na "periferiji".

Ako je to istina, tada se ne bi moglo samo pristupiti supermasivnoj crnoj rupi, nego bi se moglo teoretski padaju u supermasivnu crnu rupu i opstaju još dugo vremena dok se ne približe singularitet. Međutim, postoji jedan veliki problem: gravitacija. Toliko je jak da bi ga ekstremno gravitacijsko povlačenje rasklopilo sve što se provuče iza horizonta događaja. Toliko o putovanju crvotočinama!

Stvaranje supermasivne crne rupe još je jedna od misterija astrofizike. Normalne crne rupe su osnovni ostaci koji su zaostali od supernova eksplozija ogromne zvijezde. Što je zvijezda masivnija, to je masivnija crna rupa zaostala.

Stoga bi se moglo pretpostaviti da se od propasti supermasivne zvijezde stvaraju supermasivne crne rupe. Problem je što je otkriveno malo takvih zvijezda. Štoviše, fizika nam govori da uopće ne bi trebale postojati. Međutim, oni to čine. Najmasovnije zvijezde su deseci do sto puta veće od Sunca. Nekoliko rijetkih hipergičara može biti do 300 zvjezdanih masa. Ipak, čak su i ta čudovišta daleko od vrste masa koja bi bila potrebna za stvaranje supermasivne crne rupe. Najblaže rečeno: potrebno je mnogo više mase da se napravi supermasivna crna rupa nego što je sadržano u čak i najsnažnijim zvijezdama.

Dakle, ako ti predmeti nisu stvoreni na tradicionalan način kao druge crne rupe, odakle dolaze crne rupe čudovišta? Vodeća ideja je da su formirali što manje-manje crne rupe za izgradnju velikih. Na kraju bi nagomilavanje mase dovelo do stvaranja supermasivne crne rupe. To je hijerarhijska teorija izgradnje supermasivne crne rupe. Postoje određeni problemi s tom teorijom, jer ona zahtijeva proučavanje supermasivnih crnih rupa "srednje mase". Oni bi bili "in b step" od manjih crnih rupa do supermasivnih čudovišta. Astronomi počinju otkrivati ​​više toga i proučavaju njihove posebne karakteristike da bi popunili praznine u hijerarhijskoj teoriji.

Još jedna vodeća teorija o stvaranju supermasivnih crnih rupa je da su se one formirale u prvim trenucima nakon Veliki prasak. Naravno, nije sve u potpunosti razumljivo o uvjetima za to vrijeme kako bi se shvatilo kako su crne rupe igrale ulogu i što su potaknule njihovo stvaranje.

Promatranja poznatih crnih rupa supermasivne i srednje mase sugeriraju da je teorija spajanja vjerojatno najjednostavnije objašnjenje. Ispitivanje najstarijih, najdaljih i masivnih crnih rupa, kvazari konkretno, pokazuje da postoje dokazi da spajanje mnogih galaksija igrao ulogu. Kad se galaksije stapaju, čini se da i njihove crne rupe. Spajanja igraju ulogu u oblikovanju galaksija koje danas vidimo i stoga ima smisla da se njihove središnje crne rupe mogu pojaviti za vrijeme vožnje i rasti zajedno s galaksijama. Zanimljivo je da se one, kada se te crne rupe spoje, odašilju puno energije. Radnja također emitira gravitacijske valove, koje astronomi tek sada mogu izmjeriti.

Ako je spajanje odgovor, oni dijelom rješavaju intermedijarni problem s crnom rupom. U oba slučaja odgovor još nije jasan. Treba učiniti mnogo više na promatranju i karakterizaciji galaksija i njihovih crnih rupa.

Vraćajući se znanstvenoj fantastici i crnim rupama, postoje svojstva koja u potpunosti savijaju um koji su pisci koristili. Priče o brže od lakih putovanja, međuzvjezdana putovanja putovanje vremenom prožima romane znanstvene fantastike. Postoje čak i teorije da su crne rupe vrata alternativnih svemira.

Dakle, ima li dokaza koji podržavaju bilo koju od ovih ideja? Zapravo, da, iako samo u vrlo ekstremnim okolnostima. Ideja o korištenju crnih rupa kao crvotočina koje nas nekako povezuju s drugom stranom svemira postoji već desetljećima. To je velika i maštovita fantazija koja vjerojatno uskoro neće postati stvarnost.

Mogućnosti su čak izračunate pomoću ozbiljne fizike i opća relativnost. Teoretski bi se te stvari mogle dogoditi, kao što je prikazano u filmu iz 2014. godine Međuzvjezdani. Fizičar koji je radio s filmašima smislio je neke teorijske ideje koje su poduprle film i radile znanstveno. Međutim, potrebna tehnologija još uvijek nije dostupna i moraju biti zadovoljeni razni posebni uvjeti. Ali tko zna - velik dio tehnologije koju ljudi danas koriste za let također se nekad smatrao nemogućom.

• Supermasivne crne rupe postoje u srcima mnogih galaksija, uključujući Mliječni put.
• Neke galaksije, poput Andromedine galaksije, mogu imati više od jednog od tih čudovišta.
• Kad se galaksije spajaju, njihove crne rupe također se mogu spojiti.
• Supermasivne crne rupe mogu imati do milijarde zvjezdanih masa skrivenih iznutra.
• Naš vlastiti Mliječni put ima supermasivnu crnu rupu zvanu Strijelac A *

• Mohon, Lee. "Supermasivne crne rupe prerasle su svoje galaksije." NASA, NASA, 15. veljače 2018, www.nasa.gov/mission_pages/chandra/news/supermassive-black-holes-are-outgrowing-their-galaxies.html.
• Saplakoglu, Yasemin. "Nultanka na način na koji su nastale supermasivne crne rupe." Znanstveni američki, 29. rujna 2017, www.scientistamerican.com/article/zeroing-in-on-how-supermassive-black-holes-formed1/.
• „Supermasivna crna rupa | COSMOS „. Centar za astrofiziku i superračunanje, astronomija.swin.edu.au/cosmos/s/supermassive crna rupa.

Uredio i ažurirao korisnik Carolyn Collins Petersen.