Um buraco negro surge como resultado do colapso de uma estrela supermassiva, cujo núcleo fica sem "combustível" para uma reação nuclear. À medida que a contração prossegue, a temperatura do núcleo aumenta e os fótons com energia superior a 511 keV, colidindo, formam pares elétron-pósitron, o que leva a uma diminuição catastrófica da pressão e colapso adicional da estrela sob a influência de seu própria gravidade.
O astrofísico Ethan Siegel publicou o artigo "O Maior Buraco Negro do Universo Conhecido", no qual coletou informações sobre a massa dos buracos negros em diferentes galáxias. Apenas me perguntando: onde está o mais massivo deles?
Como os aglomerados de estrelas mais densos estão no centro das galáxias, agora quase todas as galáxias têm um buraco negro massivo no centro, formado após a fusão de muitas outras. Por exemplo, no centro da Via Láctea existe um buraco negro com massa de cerca de 0,1% da nossa galáxia, ou seja, 4 milhões de vezes a massa do Sol.
É muito fácil determinar a presença de um buraco negro estudando a trajetória do movimento das estrelas, que são afetadas pela gravidade de um corpo invisível.
Mas a Via Láctea é uma galáxia relativamente pequena que não pode ter o maior buraco negro. Por exemplo, não muito longe de nós no aglomerado de Virgem está a galáxia gigante Messier 87 - é cerca de 200 vezes maior que a nossa.
Assim, um fluxo de matéria com cerca de 5.000 anos-luz de comprimento irrompe do centro desta galáxia (foto). É uma anomalia louca, escreve Ethan Siegel, mas parece muito bom.
Os cientistas acreditam que a única explicação para tal "erupção" do centro da galáxia pode ser um buraco negro. O cálculo mostra que a massa desse buraco negro é cerca de 1500 vezes maior que a massa de um buraco negro da Via Láctea, ou seja, aproximadamente 6,6 bilhões de massas solares.
Mas onde está o maior buraco negro do universo? Se partirmos do cálculo de que no centro de quase todas as galáxias existe um objeto com uma massa de 0,1% da massa da galáxia, precisamos encontrar a galáxia mais massiva. Os cientistas também podem responder a essa pergunta.
A galáxia mais massiva conhecida por nós é a IC 1101 no centro do aglomerado Abell 2029, que está 20 vezes mais distante da Via Láctea do que o aglomerado de Virgem.
No IC 1101, a distância do centro até a borda mais distante é de cerca de 2 milhões de anos-luz. Seu tamanho é duas vezes maior que a distância da Via Láctea à nossa galáxia mais próxima, Andrômeda. A massa é quase igual à massa de todo o aglomerado de Virgem!
Se houver um buraco negro no centro do IC 1101 (e deveria haver), então ele pode ser o mais massivo do Universo conhecido.
Ethan Siegel diz que pode estar errado. A razão é a única galáxia NGC 1277. Esta não é uma galáxia muito grande, um pouco menor que a nossa. Mas a análise de sua rotação mostrou um resultado incrível: o buraco negro no centro tem 17 bilhões de massas solares, e isso já representa 17% da massa total da galáxia. Este é um recorde para a razão entre a massa de um buraco negro e a massa de uma galáxia.
Há outro candidato para o maior buraco negro do universo conhecido. Ele é mostrado na próxima foto.
O estranho objeto OJ 287 é chamado de blazar. Os blazares são uma classe especial de objetos extragalácticos, uma espécie de quasares. Eles se distinguem por uma radiação muito poderosa, que no OJ 287 muda com um ciclo de 11 a 12 anos (com um pico duplo).
De acordo com os astrofísicos, OJ 287 inclui um buraco negro central supermassivo orbitando outro buraco negro menor. Com 18 bilhões de massas solares, o buraco negro central é o maior conhecido até hoje.
Este par de buracos negros será uma das melhores experiências para testar a teoria geral da relatividade, nomeadamente a deformação do espaço-tempo, descrita na relatividade geral.
Devido aos efeitos relativísticos, o periélio do buraco negro, ou seja, o ponto da órbita mais próximo do centro do buraco negro, deve se mover 39° por revolução! Em comparação, o periélio de Mercúrio mudou apenas 43 segundos de arco por século.
No filme, o raio do buraco de minhoca é de 1 quilômetro, o comprimento da calha é de 10 metros e o raio da lente é 50 metros maior que o buraco.
O buraco de minhoca é instável e realmente quer se fechar e se transformar em dois buracos negros.
Quanto maior o buraco de minhoca, mais cópias manchadas de objetos atrás do buraco serão visíveis nele, porque a luz tem mais maneiras de entrar no olho (em diferentes ângulos, você pode entrar no buraco e sair em um ponto).
Para manter um buraco de minhoca aberto, você precisa de muitas coisas exóticas de massa negativa para empurrar tudo do lado oposto para fora do buraco. Tal substância, teoricamente, pode existir, mas não é realista encontrá-la em quantidade suficiente para conter um buraco.
Mas há uma segunda opção para manter os buracos de minhoca: você precisa usar as forças gravitacionais da quinta dimensão. Se um objeto quadridimensional perfura nosso espaço tridimensional, ele cria forças muito estranhas nele que não são como qualquer outra coisa. Aqui eles devem ser usados para segurar o buraco de minhoca.
Gargantua lá fora
Isso é massa suficiente para impedir que as forças de maré no planeta de Miller o rasguem ao meio.
O Endurance está estacionado a uma distância de 10 UA e orbita a c/3 (100.000 km/s), na direção oposta da rotação do Gargantua.
Imagem do furo:
- Gargantua é achatado para a esquerda porque gira da esquerda para a direita (em relação à câmera) e a luz que se move na direção da rotação tem uma chance maior de não ser sugada para o horizonte de eventos.
- Cada estrela atrás de um buraco negro tem duas imagens na imagem: a regular, que está longe do buraco, é dada por uma luz levemente curvada pela gravidade. E segundo, dentro da esfera de Einstein, uma esfera que refrata tudo com muita força, porque está perto do buraco. Existem mais alguns recursos associados à rotação do buraco, mas dificilmente posso explicá-lo, porque a ótica não é o meu melhor lado.
Para evitar que o disco de acreção frite todos os vivos com todos os raios possíveis, ele foi feito com uma temperatura de apenas alguns milhares de graus, como o Sol, emite luz e bastante gama e raios-X. É precisamente por causa da fraqueza do disco que os feixes de plasma não irrompem dos pólos sul e norte de Gargântua, como de um quasar. Isso é possível se o buraco não "comeu" outros planetas por um longo tempo.
O que brilha nas fotos é o disco de gás de acreção.
E parece um inferno, entenda isso, porque, graças às lentes gravitacionais, acima e abaixo de um buraco negro, um pedaço de disco é visível atrás desse mesmo buraco.
Muito próximo do horizonte de eventos de Gargantua, existem duas órbitas críticas formadas pelo equilíbrio da gravidade e da força centrífuga.
Em um deles o planeta Manna se move, no outro - Endurance no final do filme.
espaço de cinco dimensões
Se a quinta (assim como a sexta, sétima, etc.) dimensões existem, elas devem ser dobradas em um tubo ou comprimidas muito rapidamente, caso contrário, a gravidade de nossas três dimensões se propagará de acordo com leis diferentes de 1/r^2.
O espaço em Interestelar consiste em três branas tridimensionais no espaço quadridimensional anti-de Sitter. Existem branas delimitadoras acima e abaixo de nossa brana, elas são necessárias para que o hiperespaço seja curvado entre as camadas e as leis humanas da distribuição de forças, em particular da gravidade, não sejam violadas. Então, em geral, você pode fazer a quinta dimensão desdobrada, e não torcida em um tubo.
As curvas do hiperespaço entre essas branas e a distância medida na brana superior ou inferior serão muito mais curtas do que na nossa. A distância entre essas branas deve ser de 1,5 centímetros - isso é suficiente para a distância ao longo da brana superior entre a Terra e o Gargântua ser 1AE, e nossa brana obedeceu às leis da gravidade de Newton.
Para pousar no planeta Miller, que gira a uma velocidade de 0,55 s, você precisa fazer duas manobras gravitacionais: primeiro, pare completamente a rotação do Ranger para que o buraco atraia a nave e, na frente do planeta Miller, diminua a velocidade desce outro c/4 de velocidade e aterra.
Como fazer isso? Isso é não mostrado no filme, mas Kip sugere que pelo menos mais dois pequenos buracos negros, do tamanho da Terra, devem estar orbitando Gargântua. Somente caindo na gravidade de tais buracos, você pode desacelerar tanto e não matar a tripulação do navio. Ao mesmo tempo, no filme, Cooper diz que precisa fazer uma manobra em torno de uma estrela neural, e não de um buraco negro (sinceramente, não me lembro dessa frase).
As ondas no planeta Miller são causadas pela "oscilação" do planeta para frente e para trás, em torno de um eixo perpendicular a Gargântua. Como um tsunami.
O planeta de Miller deve estar entre o disco de acreção e Gargantua. Mas Nolan decidiu não filmar o final, e colocar o planeta que você conhece. O planeta é aquecido a partir do disco de acreção.
O planeta de Mann está em uma órbita muito irregular em c/20.
Para chegar ao planeta de Manna, Cooper teve que fazer duas manobras gravitacionais: em torno de um pequeno buraco negro orbitando Gargântua, depois voar até o planeta de Manna a uma velocidade de c/2 e depois de fazer algumas órbitas ao redor dele, reduzir a velocidade para c /20
As nuvens no planeta de Manna são feitas de dióxido de carbono "gelo seco". Na superfície - gelo comum. Quando o planeta Manna voa mais perto de Gargantua e seu disco, o dióxido de carbono evapora - nuvens são obtidas.
Voando em direção a um buraco negro
Como Cooper pegou um Endurance em queda? Puxou-o alto o suficiente para que o puxão de Gargântua pusesse ele e Cooper em órbita crítica. Não se esqueça que quando Endurance colide com o planeta de Mann, o planeta está muito perto de Gargantua.
A órbita crítica que Cooper leva a nave ao redor de Gargantua é o campo no qual a força centrífuga que empurra a nave para fora da órbita e a força gravitacional que puxa a nave para dentro do buraco coincidem. Nesta órbita, você pode girar para sempre em torno de Gargântua, mas com uma condição: você não pode se mover um único passo da órbita, pois a nave será jogada para longe de Gargântua ou cairá em um buraco negro. Esta órbita é instável. Vale dizer que a órbita do planeta Miller é exatamente a mesma, mas estável, é difícil sair dela.
A ciência
O filme visualmente imersivo lançado recentemente "Interstellar" é baseado em conceitos científicos reais, como buracos negros giratórios, buracos de minhoca e a expansão do tempo.
Mas se você não estiver familiarizado com esses conceitos, poderá ficar um pouco confuso enquanto assiste.
No filme, uma equipe de exploradores espaciais vai para viagem extragaláctica através de um buraco de minhoca. Por outro lado, eles entram em um sistema solar diferente com um buraco negro giratório em vez de uma estrela.
Eles estão em uma corrida com espaço e tempo para completar sua missão. Essas viagens espaciais podem parecer um pouco confusas, mas são baseadas nos princípios básicos da física.
Aqui estão os principais 5 conceitos de física o que você precisa saber para entender "Interestelar":
gravidade artificial
O maior problema que nós humanos enfrentamos com viagens espaciais de longo prazo é ausência de peso. Nascemos na Terra e nosso corpo se adaptou a certas condições gravitacionais, mas quando estamos no espaço por muito tempo, nossos músculos começam a enfraquecer.
Os personagens do filme "Interestelar" também enfrentam esse problema.
Para lidar com isso, os cientistas criam gravidade artificial em naves espaciais. Uma maneira de fazer isso é girar a nave espacial como no filme. A rotação cria uma força centrífuga que empurra os objetos para as paredes externas do navio. Esta repulsão é semelhante à gravidade, apenas na direção oposta.
Essa forma de gravidade artificial é o que você experimenta quando está dirigindo em uma curva de pequeno raio e sente que está sendo empurrado para fora, para longe do ponto central da curva. Em uma nave espacial giratória, as paredes se tornam o chão para você.
Um buraco negro giratório no espaço
Os astrônomos, embora indiretamente, observaram em nosso universo buracos negros girando. Ninguém sabe o que está no centro de um buraco negro, mas os cientistas têm um nome para isso -singularidade .
Buracos negros giratórios distorcem o espaço ao seu redor de maneira diferente dos buracos negros estacionários.
Esse processo de distorção é chamado de "arrasto de quadro inercial" ou efeito Lense-Thirring, e afeta a aparência de um buraco negro ao distorcer o espaço e, mais importante, o espaço-tempo ao seu redor. O buraco negro que você vê no filme é suficientemuito próximo do conceito científico.
- Spaceship Endurance em direção a Gargantua - buraco negro supermassivo fictício 100 milhões de vezes a massa do Sol.
- Fica a 10 bilhões de anos-luz da Terra e tem vários planetas orbitando. Gargantua gira a surpreendentes 99,8% da velocidade da luz.
- O disco de acreção de Garagantua contém gás e poeira na temperatura da superfície do Sol. O disco fornece luz e calor aos planetas Gargantua.
A aparência complexa do buraco negro no filme se deve ao fato de que a imagem do disco de acreção é distorcida por lentes gravitacionais. Dois arcos aparecem na imagem: um é formado acima do buraco negro e o outro abaixo dele.
Buraco da Toupeira
O buraco de minhoca ou buraco de minhoca usado pela tripulação em Interestelar é um dos fenômenos do filme cuja existência não foi comprovada. É hipotético, mas muito conveniente nas tramas de histórias de ficção científica, onde você precisa superar uma grande distância espacial.
Os buracos de minhoca são apenas uma espécie de caminho mais curto no espaço. Qualquer objeto com massa cria um buraco no espaço, o que significa que o espaço pode ser esticado, deformado e até dobrado.
Um buraco de minhoca é como uma dobra no tecido do espaço (e do tempo) que conecta duas regiões muito distantes, o que ajuda os viajantes espaciais. viajar uma longa distância em um curto período de tempo.
O nome oficial para um buraco de minhoca é "Ponte Einstein-Rosen" porque foi proposto pela primeira vez por Albert Einstein e seu colega Nathan Rosen em 1935.
- Em diagramas 2D, a boca de um buraco de minhoca é mostrada como um círculo. No entanto, se pudéssemos ver um buraco de minhoca, pareceria uma esfera.
- Na superfície da esfera, uma visão gravitacionalmente distorcida do espaço do outro lado da "toca" seria visível.
- As dimensões do buraco de minhoca no filme são de 2 km de diâmetro e a distância de transferência é de 10 bilhões de anos-luz.
Dilatação do tempo gravitacional
A dilatação do tempo gravitacional é um fenômeno real observado na Terra. Surge porque tempo sobre. Isso significa que ele flui de maneira diferente para diferentes sistemas de coordenadas.
Quando você está em um ambiente gravitacional forte, o tempo passa mais devagar para você comparado a pessoas em um ambiente gravitacional fraco.
Mais recentemente, a ciência tornou-se conhecida de forma confiável o que é um buraco negro. Mas assim que os cientistas descobriram esse fenômeno do Universo, um novo, muito mais complexo e confuso caiu sobre eles: um buraco negro supermassivo, que você nem pode chamar de preto, mas sim incrivelmente branco. Por quê? Mas porque foi justamente essa definição que foi dada ao centro de cada galáxia, que brilha e brilha. Mas uma vez que você chega lá, e além da escuridão, nada resta. Que tipo de quebra-cabeça é esse?
Memorando sobre buracos negros
Sabe-se com certeza que um simples buraco negro é uma estrela que já brilhou. Em certo estágio de sua existência, eles começaram a aumentar exorbitantemente, enquanto o raio permanecia o mesmo. Se antes a estrela "explodiu" e cresceu, agora as forças concentradas em seu núcleo começaram a atrair todos os outros componentes para si. Suas bordas "colapsam" no centro, formando uma incrível força de colapso, que se transforma em um buraco negro. Tais “ex-estrelas” não brilham mais, mas são objetos absolutamente invisíveis do Universo do lado de fora. Mas eles são muito perceptíveis, pois absorvem literalmente tudo o que cai em seu raio gravitacional. Não se sabe o que está além de tal horizonte de eventos. Com base nos fatos, qualquer corpo com uma gravidade tão grande será literalmente esmagado. Recentemente, no entanto, não apenas escritores de ficção científica, mas também cientistas têm sustentado a ideia de que estes poderiam ser algum tipo de túneis espaciais para viajar longas distâncias.
O que é um quasar
Propriedades semelhantes são possuídas por um buraco negro supermassivo, ou seja, o núcleo de uma galáxia, que possui um campo gravitacional superpoderoso que existe devido à sua massa (milhões ou bilhões de massas solares). O princípio de formação de buracos negros supermassivos ainda não foi estabelecido. De acordo com uma versão, a causa de tal colapso são nuvens de gás muito comprimidas, o gás no qual é extremamente descarregado e a temperatura é incrivelmente alta. A segunda versão é o incremento das massas de vários pequenos buracos negros, estrelas e nuvens para um único centro gravitacional.
Nossa galáxia
O buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea não está entre os mais poderosos. O fato é que a própria galáxia tem uma estrutura espiral, que, por sua vez, força todos os seus participantes a estarem em movimento constante e bastante rápido. Assim, as forças gravitacionais, que poderiam estar concentradas exclusivamente no quasar, parecem se dissipar e aumentar uniformemente da borda para o núcleo. É fácil adivinhar que as coisas em galáxias elípticas ou, digamos, irregulares são o oposto. Nas "periferias" o espaço é extremamente rarefeito, planetas e estrelas praticamente não se movem. Mas no próprio quasar, a vida está literalmente em pleno andamento.
Parâmetros do quasar da Via Láctea
Usando o método de radiointerferometria, os pesquisadores conseguiram calcular a massa do buraco negro supermassivo, seu raio e força gravitacional. Como observado acima, nosso quasar é fraco, é difícil chamá-lo de super poderoso, mas mesmo os próprios astrônomos não esperavam que os verdadeiros resultados fossem assim. Então Sagitário A* (esse é o nome do núcleo) equivale a quatro milhões de massas solares. Além disso, de acordo com dados óbvios, esse buraco negro nem mesmo absorve matéria, e os objetos que estão em seu ambiente não aquecem. Um fato interessante também foi notado: o quasar está literalmente enterrado em nuvens de gás, cuja matéria é extremamente rarefeita. Talvez, atualmente, a evolução do buraco negro supermassivo de nossa galáxia esteja apenas começando e, em bilhões de anos, ele se tornará um verdadeiro gigante que atrairá não apenas sistemas planetários, mas também outros menores.
Não importa quão pequena seja a massa do nosso quasar, a maioria dos cientistas ficou impressionada com seu raio. Teoricamente, tal distância pode ser superada em poucos anos em uma das espaçonaves modernas. O tamanho de um buraco negro supermassivo é ligeiramente maior do que a distância média da Terra ao Sol, ou seja, 1,2 unidades astronômicas. O raio gravitacional deste quasar é 10 vezes menor que o diâmetro principal. Com tais indicadores, naturalmente, a matéria simplesmente não pode se individualizar até cruzar diretamente o horizonte de eventos.
Fatos paradoxais
A galáxia pertence à categoria de aglomerados de estrelas jovens e novos. Isso é evidenciado não apenas por sua idade, parâmetros e posição no mapa do espaço conhecido pelo homem, mas também pelo poder que seu buraco negro supermassivo possui. No entanto, como se viu, não apenas os jovens podem ter parâmetros "ridículos". Muitos quasares, que têm força e gravidade incríveis, surpreendem com suas propriedades:
- O ar comum é muitas vezes mais denso que os buracos negros supermassivos.
- Chegando ao horizonte de eventos, o corpo não experimentará forças de maré. O fato é que o centro da singularidade é suficientemente profundo e, para alcançá-lo, você terá que percorrer um longo caminho, sem nem mesmo suspeitar que não haverá caminho de volta.
Gigantes do nosso universo
Um dos objetos mais volumosos e antigos do espaço é o buraco negro supermassivo no quasar OJ 287. Trata-se de um buraco negro inteiro localizado na constelação de Câncer, que, aliás, é muito pouco visível da Terra. É baseado em um sistema binário de buracos negros, portanto, existem dois horizontes de eventos e dois pontos de singularidade. O objeto maior tem uma massa de 18 bilhões de massas solares, quase como uma pequena galáxia completa. Este companheiro é estático, apenas os objetos que estão dentro de seu raio gravitacional giram. O sistema menor pesa 100 milhões de massas solares e também tem um período orbital de 12 anos.
bairro perigoso
Descobriu-se que as galáxias OJ 287 e a Via Láctea são vizinhas - a distância entre elas é de aproximadamente 3,5 bilhões de anos-luz. Os astrônomos não excluem a versão de que em um futuro próximo esses dois corpos cósmicos colidirão, formando uma estrutura estelar complexa. De acordo com uma versão, é precisamente por causa da aproximação de um gigante gravitacional que o movimento dos sistemas planetários em nossa galáxia está constantemente acelerando e as estrelas estão se tornando mais quentes e mais ativas.
Buracos negros supermassivos são na verdade brancos
Logo no início do artigo, uma questão muito sensível foi levantada: a cor na qual os quasares mais poderosos estão diante de nós dificilmente pode ser chamada de preta. A olho nu, mesmo na fotografia mais simples de qualquer galáxia, você pode ver que seu centro é um enorme ponto branco. Por que então achamos que é um buraco negro supermassivo? Fotografias tiradas através de telescópios nos mostram um enorme aglomerado de estrelas que o núcleo atrai para si. Planetas e asteróides que orbitam nas proximidades refletem devido à sua proximidade, multiplicando assim toda a luz presente nas proximidades. Como os quasares não arrastam todos os objetos próximos na velocidade da luz, mas apenas os mantêm em seu raio gravitacional, eles não desaparecem, mas começam a brilhar ainda mais, porque sua temperatura está crescendo rapidamente. Quanto aos buracos negros comuns que existem no espaço sideral, seu nome é totalmente justificado. As dimensões são relativamente pequenas, mas a força da gravidade é colossal. Eles simplesmente "comem" a luz sem liberar um único quantum de seus bancos.
Cinematografia e um buraco negro supermassivo
Gargantua - este termo a humanidade começou a usar amplamente em relação aos buracos negros depois que o filme "Interestelar" foi lançado. Olhando para esta foto, é difícil entender por que esse nome específico foi escolhido e onde está a conexão. Mas no roteiro original, eles planejavam criar três buracos negros, dois dos quais se chamariam Gargântua e Pantagruel, tirados de um romance satírico. foi escolhido. Vale a pena notar que no filme o buraco negro é retratado da forma mais realista possível. Por assim dizer, o design de sua aparência foi realizado pelo cientista Kip Thorne, que se baseou nas propriedades estudadas desses corpos cósmicos.
Como aprendemos sobre buracos negros?
Se não fosse a teoria da relatividade, que foi proposta por Albert Einstein no início do século XX, provavelmente ninguém prestaria atenção a esses objetos misteriosos. Um buraco negro supermassivo seria considerado um aglomerado comum de estrelas no centro da galáxia, e os pequenos e comuns passariam completamente despercebidos. Mas hoje, graças a cálculos teóricos e observações que confirmam sua exatidão, podemos observar um fenômeno como a curvatura do espaço-tempo. Cientistas modernos dizem que encontrar a "toca do coelho" não é tão difícil. Em torno de tal objeto, a matéria se comporta de maneira não natural, não apenas encolhe, mas às vezes brilha. Um halo brilhante se forma ao redor do ponto preto, que é visível através de um telescópio. De muitas maneiras, a natureza dos buracos negros nos ajuda a entender a história da formação do Universo. Em seu centro está um ponto de singularidade, semelhante àquele a partir do qual todo o mundo ao nosso redor se desenvolveu anteriormente.
Não se sabe ao certo o que pode acontecer com uma pessoa que cruza o horizonte de eventos. A gravidade o esmagará ou ele terminará em um lugar completamente diferente? A única coisa que se pode dizer com total certeza é que a gargântua desacelera o tempo e, em algum momento, o ponteiro do relógio para finalmente e irrevogavelmente.
Um buraco negro é uma região do espaço-tempo, cuja atração gravitacional é tão forte que nem a luz pode deixá-la. Buracos negros que cresceram a tamanhos gigantescos formam os núcleos da maioria das galáxias.
Um buraco negro supermassivo é um buraco negro com uma massa de cerca de 105-1010 massas solares. A partir de 2014, buracos negros supermassivos foram encontrados no centro de muitas galáxias, incluindo a nossa Via Láctea.
O buraco negro supermassivo mais pesado fora da nossa galáxia está em uma galáxia na galáxia elíptica gigante NGC 4889 na constelação Coma Berenices. Sua massa é de cerca de 21 bilhões de massas solares!
Nesta imagem, a galáxia NGC 4889 está no centro. Em algum lugar lá fora espreita o mesmo gigante.
Não existe uma teoria geralmente aceita sobre a formação de buracos negros de tal massa. Existem várias hipóteses, sendo a mais óbvia a hipótese que descreve o aumento gradual da massa de um buraco negro pela atração gravitacional da matéria (geralmente gás) do espaço sideral. A dificuldade na formação de um buraco negro supermassivo reside no fato de que uma quantidade suficiente de matéria para isso deve estar concentrada em um volume relativamente pequeno.
A visão de um artista de um buraco negro supermassivo e seu disco de acreção.
Galáxia espiral NGC 4845 (tipo Sa) na constelação de Virgem, localizada a uma distância de 65 milhões de anos-luz da Terra. No centro da galáxia está um buraco negro supermassivo com uma massa de cerca de 230.000 massas solares.
O observatório espacial Chandra (Chandra X-ray Observatory, NASA) recentemente forneceu evidências de que muitos buracos negros supermassivos giram a uma velocidade tremenda. A velocidade de rotação medida de um dos buracos negros é de 3,5 trilhões. milhas por hora é cerca de metade da velocidade da luz, e sua incrível gravidade puxa o espaço ao redor por muitos milhões de quilômetros.
Galáxia espiral NGC 1097 na constelação Furnace. No centro da galáxia há um buraco negro supermassivo que é 100 milhões de vezes mais pesado que o nosso sol. Ele suga para dentro de si qualquer assunto nas proximidades.
O quasar mais poderoso da galáxia Markarian 231 pode receber energia de dois buracos negros localizados no centro que circulam um ao redor do outro. Segundo os cientistas, a massa do buraco negro central excede a massa solar em 150 milhões de vezes, a massa do buraco negro satélite é 4 milhões de vezes maior que a solar. Essa dupla dinâmica consome matéria galáctica e gera enormes quantidades de energia, causando um brilho no centro da galáxia que pode ofuscar o brilho de bilhões de estrelas.
Os quasares são as fontes mais brilhantes do Universo, cuja luz é mais brilhante que o brilho de suas galáxias. Existe uma hipótese de que os quasares são os núcleos de galáxias distantes no estágio de atividade incomumente alta. O quasar no centro da galáxia Markarian 231 é o objeto mais próximo de nós e se manifesta como uma fonte de rádio compacta. Os cientistas estimam sua idade em apenas um milhão de anos.
A galáxia elíptica gigante M60 e a galáxia espiral NGC 4647 parecem um casal muito estranho. Ambos estão na constelação de Virgem. A brilhante M60, a cerca de 54 milhões de anos-luz de distância, tem uma forma simples de ovo, criada pelo enxame aleatório de estrelas antigas. A NGC 4647 (canto superior direito), em contraste, é composta de jovens estrelas azuis, gás e poeira, localizadas nos braços giratórios de um disco giratório plano.
No centro de M60 está um buraco negro supermassivo com 4,5 bilhões de massas solares.
Galáxia 4C+29,30, localizada a uma distância de 850 milhões de anos-luz da Terra. No centro está um buraco negro supermassivo. Sua massa é 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol.
Os astrônomos há muito buscam a confirmação de que Sagitário A, nosso buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, é a fonte do jato de plasma. Finalmente, eles descobriram - isso é evidenciado por novos resultados obtidos pelo observatório de raios-X Chandra (Chandra) e pelo radiotelescópio VLA. Esse jato ou jato é formado pela absorção de matéria por um buraco negro supermassivo, e sua existência há muito é prevista pelos teóricos.
Usando imagens de raios-X da mais alta qualidade, os astrônomos encontraram a primeira evidência clara de que os buracos negros massivos eram semelhantes no início do universo. Estudos e observações de galáxias distantes mostraram que todas elas têm buracos negros supermassivos semelhantes. Pelo menos 30 milhões de buracos negros supermassivos semelhantes foram encontrados no início do universo. Isso é 10.000 vezes mais do que se pensava anteriormente.
O desenho do artista mostra um buraco negro supermassivo em crescimento.
Galáxia espiral barrada NGC 4945 (SBc) na constelação de Centaurus. É bastante semelhante à nossa galáxia, mas as observações de raios-X mostram a presença de um núcleo, provavelmente contendo um buraco negro supermassivo ativo.
Cluster PKS 0745-19. O buraco negro no centro é um dos 18 maiores buracos negros conhecidos no universo.
Um poderoso fluxo de partículas de um buraco negro supermassivo que atingiu uma galáxia próxima. Os astrônomos já observaram colisões de galáxias antes, mas esta é a primeira vez que um “tiro cósmico” foi registrado. O "incidente" ocorreu em um sistema estelar localizado a uma distância de 1,4 bilhão de anos-luz da Terra, onde o processo de fusão de duas galáxias está em andamento. O "buraco negro" da maior das duas galáxias, que os astrônomos comparam com a "Estrela da Morte" do épico do filme Guerra nas Estrelas, lançou um poderoso fluxo de partículas carregadas que pousaram diretamente na galáxia vizinha.
O buraco negro mais jovem foi encontrado. O progenitor do recém-chegado foi uma supernova que entrou em erupção há apenas 31 anos.
Representação artística de um buraco negro engolindo o espaço. Desde a previsão teórica dos buracos negros, a questão de sua existência permaneceu em aberto, uma vez que a presença de uma solução do tipo “buraco negro” ainda não garante que existam mecanismos para a formação de tais objetos no Universo.
Buracos negros explodem na galáxia espiral M83 (também conhecida como Catavento do Sul) tirada pelo Observatório de raios-X Chandra da NASA. O Cata-vento do Sul está localizado a uma distância de aproximadamente 15 milhões de anos-luz de nós.
Galáxia espiral barrada NGC 4639 na constelação de Virgem. NGC 4639 abriga um enorme buraco negro que está sugando gás cósmico e poeira.
Galáxia M 77 na constelação de Cetus. No seu centro está um buraco negro supermassivo.
Os artistas retrataram o buraco negro da nossa Galáxia - Sagitário A*. Este é um objeto de grande massa. Ao analisar os elementos das órbitas, primeiro foi determinado que o peso do objeto é de 2,6 milhões de massas solares, e essa massa está contida em um volume de não mais de 17 horas-luz (120 UA) de diâmetro.
Olhe para a boca de um buraco negro. Astrônomos da agência aeroespacial japonesa JAXA conseguiram obter uma imagem única da boca do buraco negro e fenômenos raros em sua vizinhança usando o laboratório espacial infravermelho WISE da NASA. O objeto de observação do WISE era um buraco negro com 6 vezes a massa do Sol e listado nos catálogos sob o nome GX 339-4. Perto de GX 339-4, localizado a mais de 20 mil anos-luz da Terra, orbita uma estrela, cuja substância é atraída para um buraco negro sob a influência de seu monstruoso campo gravitacional, 30 mil vezes mais forte do que na superfície do nosso planeta. Nesse caso, parte dessa substância é ejetada do buraco negro na direção oposta, formando jatos de partículas que se movem a velocidades próximas à da luz.
Galáxia NGC 3081 na constelação Hydra. Ele está localizado a uma distância de cerca de 86 milhões de anos-luz do sistema solar. Os cientistas acreditam que NGC 3081 tem um buraco negro supermassivo em seu centro.
Dormindo e sonhando. Quase uma década atrás, o Observatório de Raios-X Chandra da NASA capturou sinais do que parece ser um buraco negro sugando gás bem no centro da vizinha Galáxia do Escultor. E assim, em 2013, o telescópio espacial NuSTAR da NASA, que detecta raios-X duros, dá uma olhada rápida na mesma direção e descobre um buraco negro pacificamente adormecido (nos últimos 10 anos ele passou para um estado inativo).
A massa de um buraco negro adormecido é cerca de 5 milhões de vezes a massa do nosso Sol. O buraco negro está no centro da galáxia do Escultor, também conhecida como NGC 253.
O plasma ejetado por buracos negros supermassivos nos centros das galáxias pode transportar enormes quantidades de energia por distâncias gigantescas. A região 3C353, vista pelos raios-X dos telescópios Chandra e Very Large Array, é cercada por plasma ejetado de um dos buracos negros. Contra o pano de fundo de "penas" gigantes de radiação, as galáxias parecem pequenos pontos no centro.
Então, de acordo com o artista, um buraco negro supermassivo com uma massa de vários milhões a bilhões de vezes a massa do nosso Sol pode parecer. A dificuldade na formação de um buraco negro supermassivo reside no fato de que uma quantidade suficiente de matéria para isso deve estar concentrada em um volume relativamente pequeno.
