10. Слишком много черных дыр средней массы (ЧДСМ)
Фото: space.com
Черные дыры среднего размера – загадочный средний ребенок в семье. Они не столь малы, как многочисленные черные дыры, масса которых соответствует звездной, и не столь велики, как сверхмассивные. Их называют ЧДСМ, и они настолько редкие, что некоторые ученые полагают, что их просто не существует. В 2018 году был обнаружен тайник с ними. По неизвестным причинам, ЧДСМ притаились в центре небольшой галактики. Как только ученые узнали, где искать, стали обнаруживаться полчища черных дыр.
Обычно сверхмассивная черная дыра находится в центре звездного скопления. Но обнаружилось, что большинство карликовых галактик вращаются вокруг ЧДСМ. Тем не менее, учитывая рост их числа, тайна может быть раскрыта. Ученые до сих пор не могут объяснить, как некоторые сверхмассивные черные дыры возникают вскоре после большого взрыва. До сих пор информация, полученная от изучения ЧДСМ, поддерживает существующие теории о появлении сверхмассивных дыр - они вырастают из ЧДСМ или, когда взрываются гигантские газовые облака. Хотя этот вывод не является окончательным решением загадки, но говорит о том, что ученые движутся в правильном направлении.
9. Таинственные объекты возле Стрельца A*
Фото: w3livenews.com
Стрелец А* - это сверхмассивная черная дыра в центре нашей Галактики. В начале 2000-х годов около нее были обнаружены два загадочных объекта. Получившие название объектов G-класса, они вели себя как газовые облака и должны были погибнуть, приблизившись к ближайшей точке Стрельца А*. Когда они остались «в живых», это стало загадкой. Газовые облака не могли не погибнуть, подойдя так близко к сверхмассивной черной дыре. В 2018 году исследователи обнаружили еще три подобных объекта на близкой орбите Стрельца А*. Данные, собранные за последние 12 лет, не помогли окончательно идентифицировать их как объекты G-класса, но это, вероятно, так. Они выглядят «пухлыми», как газ, но ведут себя как звезды с огромной массой.
Ученые решили, что первые два объекта, вероятно, были звездами, поскольку они не погибли под влиянием дыры. Звезды, вращающиеся на орбите, звучит довольно странно, но дальше еще более удивительно. Когда-то они были двойными звездами (две звезды, которые вращаются друг над другом). Однако гравитация Стрельца А* заставила их объединиться и превратила в «пухлые» объекты, которые ученые приняли за газовые облака. Однако это еще не точно. Не у всех объектов одинаковые орбиты, что говорит об их разной природе.
8. Самая старая черная дыра
Фото: space.com
Открытие самой древней черной дыры во Вселенной - это не только про возраст. Эта старушка может помочь в разгадке той эпохи, когда звезды появились впервые. Обнаруженный в 2017 году, сверхмассивный объект сформировался спустя 690 миллионов лет после большого взрыва. Когда возраст Вселенной составлял всего 5 процентов от ее нынешнего возраста, черная дыра была уже в 800 миллионов раз больше массы Солнца.
Объект ULAS J1342+0928 находится примерно в 13,1 млрд световых лет от Земли и был сформирован в первые годы жизни Вселенной. Этот период назвали «эпохой Реионизации». В это время первые звезды развились из ионов и гравитации. Истинная причина реионизации остается нераскрытой. Никто не может объяснить, как черные дыры смогли стать настолько массивными в ранней Вселенной. ULAS J1342+0928 может пролить свет на эти вопросы, но для получения реальных ответов необходимо исследовать больше черных дыр той эпохи. К сожалению, черные дыры того времени крайне редки.
7. Самая быстрорастущая черная дыра
Фото: space.com
В 2018 году обнаружили самую голодную черную дыру. Мало того, что благодаря своему аппетиту она способна каждый второй день поглощать эквивалент нашего Солнца, она также самая быстрорастущая. Если бы этот монстр был в центре Млечного Пути, его рентгеновские лучи стерилизовали бы Землю от всего живого. Когда ученые обнаружили первое мерцание, этому свету было 12 миллиардов лет. Как только подтвердилось, что источником служит черная дыра, вскоре выяснилось, насколько огромной является ее масса — около 20 миллиардов солнц. Исследователи просто не знают, почему конкретно эта черная дыра расширяется так быстро.
Один этот факт, относительно роста дыры, означает, что она совсем не черная. Из-за огромных объемов поступающего газа тепло может легко закрыть всю галактику. А на самом деле, в тысячи раз больше, чем галактика. Опять же, если бы этот космический урод жил посреди Млечного Пути, его яркий свет не дал бы людям видеть что-нибудь, кроме нескольких звезд.
6. Скрытая галактика
Фото: space.com
Одно скопление галактик может содержать сотни или даже тысячи галактик. Эти скопления считаются самыми большими во Вселенной. Можно подумать, что кластер невозможно скрыть одним космическим объектом. Однако именно так сделал один Квазар. Эта сверхмассивная черная дыра была названа PKS1353-341 и зарегистрирована как одиночный объект в своей области. В 2018 году ученые Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) опубликовали фотографию, которая раскрыла истинное положение дел. Квазар располагался в центре скопления галактик. Эта черная дыра была исключительно яркой, и ее сияние затмило свет миллионов звезд. Ни одна другая галактика не была закрыта подобным образом.
Расположенный примерно в 2,4 миллиарда световых лет от Земли, Квазар испускает свет, вероятно, во время поглощения вещества. Считается, что PKS1353-341 потребляет вещество с экспоненциальной скоростью, выделяя достаточно энергии, чтобы гореть в 46 миллиардов раз ярче, чем наше Солнце. Астрономы ожидают, что он успокоится через миллион лет или около того.
5. Двойная система
Фото: ligo.caltech.edu
Другой непонятной загадкой относительно черных дыр является тот факт, что некоторые из них выглядят как двойные, или пара дыр, вращающихся по орбите друг вокруг друга. Это опасный способ жизни. На данный момент были задокументированы три случая столкновения черных дыр. Два были обнаружены в 2015 году и еще один в 2017 году. Удивительно, но сигнал от последнего столкновения состоял из гравитационных пульсаций от мгновенного удара на расстоянии трех миллиардов световых лет. Ни одна из дыр не погибла, а вместо этого они объединились в одну черную дыру большего размера, чем обе ее предшественницы.
Третий случай слияния черных дыр стал важным для исследователей. Он дал возможность наблюдать редкое событие, а также помог получить новые данные для молодой науки о гравитационных волнах. Исследователи рассматривают два возможных сценария формирования двойных черных дыр. Они могут появляться в результате гибели двойных звезд, либо формироваться отдельно, а затем сближаться и становиться гравитационно связанными.
4. Пузырь, который может разрушить Землю
Фото: sciencealеrt.com
В 2018 году физики нашли еще один способ, с помощью которого черные дыры теоретически могут уничтожить Землю. Недавно научный мир отмечал открытие гравитационных волн - явления, которое растягивает и сжимает ткань реальности. Это звучит достаточно безумно, но факт состоит в том, что это страшная сила.
Новая теория рассматривает гравитационные волны, удаляющиеся от столкновения, высвобождающего много энергии, как пузырь. Двигаясь со скоростью света, он становится больше, пока некоторые его точки не становятся похожими на плоские поверхности. Если два пузыря столкнутся в такой точке, то наихудший сценарий предполагает, что пространство-время, скорее всего, сконцентрируется в черной дыре. Если бы это произошло вблизи Земли, то привело бы к катастрофе. С другой стороны, никто не умрет на дне черной дыры. Гравитационные волны, сформировавшие ее, растянут планету и разорвут ее в клочья.
3. Изгнанная черная дыра
Фото: phys.org
Ученые всегда рассматривали возможность того, что галактики могут выталкивать черные дыры, расположенные в центре. Однако доказательств этому так и не нашли. Но в 2017 году, галактика под названием 3C186 преподнесла сюрприз. В результате того, что в прошлом произошло слияние двух галактик, 3C186 должна была быть немного беспорядочной. Вместо этого ее структура была четкой и упорядоченной. Настоящий сюрприз ожидал исследователей, когда они стали искать в центре галактики обычную в таких случаях сверхмассивную черную дыру. Там ничего не оказалось.
Когда же дыру обнаружили, она оказалась в 35 000 световых годах от центра. При столкновении двух звездных скоплений столкнулись и их сверхмассивные центры. Это создало черную дыру размером с монстра. При слиянии, вероятно, высвободились гравитационные волны, достаточно мощные, чтобы выбросить новую дыру из центра. Это было не просто. Чтобы отбросить черную дыру в сторону, потребовался взрыв, высвободивший энергию, равную той, которая высвобождается при взрыве 100 миллионов сверхновых. Что бы это ни было, но данный случай позволил предположить существование более мощных сил, чем сила черных дыр, господствующих в центре своих галактик.
Этот удивительный монстр продолжает двигаться с бешеной скоростью. При ее нынешних темпах черная дыра может покинуть галактику и выйти в открытый космос примерно через 20 миллионов лет.
2. Возможность разворота времени
Фото: Live Science
Черная дыра создается, когда огромная звезда умирает и обрушивается на саму себя. В этот момент выбрасываются потоки гамма-лучей. Последние являются самой яркой силой, известной в природе и до сих пор до конца не понятны. В 2018 году таинственные сигналы продемонстрировали еще одну странную особенность - они, кажется, разворачивают время. Ученые обнаружили это, когда изучали шесть сильнейших гамма-всплесков, зарегистрированных НАСА. Во время каждого всплеска выделялась световая волна с характерной последовательностью импульсов. Странно, но затем гамма-луч повторялся с обратной последовательностью импульсов.
Это может показаться удивительным, но вокруг черной дыры нет ничего нормального. Для некоторых физиков обратный сигнал является признаком разворота времени. Причина этого остается совершенной загадкой. Альтернативные предложения рассматривают более материальный уровень. Гамма-луч может проходить сквозь сгустки материи, что создает определенный сигнал. Чтобы развернуть сигнал, луч может отражаться от неизвестной зеркальной поверхности, или вести себя в соответствии с неоткрытым законом физики.
1. Призраки из мертвых вселенных
Фото: Live Science
В 2018 году физик со спорной репутацией высказал предположение, которое не укладывалось в привычные рамки. Роджер Пенроуз (Roger Penrose) уже приводил в ступор нейробиологов, когда утверждал, что человеческое сознание является результатом квантовых вычислений. Пенроуз считает, что наша Вселенная - последняя из серии вселенных. Более того-черные дыры из мертвых вселенных можно обнаружить в той, что существует сегодня. Эта теория основана на излучении Хокинга. Стивен Хокинг (Stephen Hawking) смело предположил, что черные дыры в конечном итоге распадаются, после того, как потеряют достаточное количество частиц. Они называются гравитонами и фотонами, у них нет массы, и они не подвержены обычному влиянию скорости и времени.
В результате, когда умирает одна вселенная и формируется новая, эти частицы остаются, как утверждают ученые, придерживающиеся той же точки зрения. Обнаруженные частицы составляют излучение Хокинга, или энергию, которую черные дыры потратили, растворяясь в давно ушедшем космосе. Эксперименты дали положительные результаты, что укрепило Пенроуза и его сторонников в желании модифицировать Теорию большого взрыва. Если они правы, то вместо взрыва, который сформировал только одну Вселенную, существуют вселенные, сменяющие друг друга словно поднимающиеся пузыри.
