FANDOM


Включає CC-BY-SA матеріали з Вікіпедії: стаття Чорна діра зоряної маси (автори)



Artist’s impression of the black hole inside NGC 300 X-1 (ESO 1004a)

Чорна діра NGC 300 X-1, що проілюстрована художником ESO.

Black hole lensing web

Моделювання гравітаційного лінзування чорною дірою, яка спотворює зображення галактики перед якою вона проходить.

Чорна діра зоряної маси чи колапсар (англ. collapsar, від англ. collapsed star — зоря, що колапсувала) — це чорна діра, що утворюється в результаті гравітаційного колапсу масивного тіла і має дуже потужне гравітаційне поле[1][2]. Властивості таких об'єктів описуються, згідно з сучасними науковими уявленнями, загальною теорією відносності. Вона має масу в діапазоні приблизно від 5 до декількох десятків M[3].

Утворення

Чорні діри зоряних мас утворюються як кінцевий етап еволюції зорі: після повного вигоряння термоядерного палива й припинення реакцій, теоретично, зоря має охолоджуватися, що призведе до зменшення внутрішнього тиску й стиснення зорі під дією гравітації. Стиснення може зупинитися на певному етапі, а може перейти в стрімкий гравітаційний колапс. Залежно від маси зорі й обертального моменту можливі такі кінцеві стани:

Властивості

Максимальна маса нейтронної зорі не дуже добре відома. 1939 року її оцінювали величиною в 0,75 сонячних мас, називаючи межею Оппенгеймера — Волкова[4][5]. 1996 року максимальна маса оцінювалася в діапазоні від 1,5 до 3 сонячних мас[6].

Сучасні розв'язки рівнянь теорії відносності, які описують чорні діри, мають лише три фундаментальні параметри: маса, електричний заряд та момент імпульсу (обертання). Для зовнішнього спостерігача поведінка чорної діри повністю визначається ними й якихось інших характеристик чорна діра не має. Ця властивість чорних дір характеризується метафоричним висловом: чорні діри не мають волосся. Вважається, що чорні діри, які утворилися у Всесвіті, усі мають обертання, але ніяких певних досліджень цього не було. Обертання чорної діри зоряної маси пов'язане зі збереженням кінетичного моменту зорі, з якої утворюється чорна діра.

2004 року з'явилось повідомлення про спостереження зіткнень в рентгенівському діапазоні[7]. 25 серпня 2011 року з'явилося повідомлення про те, що вперше в історії науки група японських і американських фахівців змогла в березні 2011 року зафіксувати момент загибелі зорі, яку поглинає чорна діра[8][9].

11 лютого 2016 року колабораціями LIGO і Virgo було оголошено про перше пряме спостереження гравітаційних хвиль. Відкриття стало можливим внаслідок виявлення найважчої чорної діри зоряної маси, що коли-небудь спостерігалася[10].

Кандидати

Наш Чумацький Шлях містить декілька кандидатів у чорні діри (англ. BHC), які ближчі до нас, ніж надмасивна чорна діра в галактичному центрі. Всі ці кандидати є членами рентгенівських подвійних систем, в яких на компактний об'єкт через акреційний диск перетікає речовина з його супутника. Маса ймовірних чорних дір у цих парах змінюються від трьох до більш як дванадцяти сонячних мас[11][12][13].

ПозначенняМаса чорної діри
(сонячних мас)
Маса супутника
(сонячних мас)
Орбітальний період
(дні)
Відстань від Землі
(світлові роки)
Небесні координати
(ICRS)[note 1]
A0620-00/V616 Mon 11 ± 2 2.6–2.8 0.33 близько 3500 06:22:44 -00:20:45
GRO J1655-40/V1033 Sco 6.3 ± 0.3 2.6–2.8 2.8 5000−11000 16:54:00 -39:50:45
XTE J1118+480/KV UMa 6.8 ± 0.4 6−6.5 0.17 6200 11:18:11 +48:02:13
Лебідь X-1 11 ± 2 ≥18 5.6 6000–8000 19:58:22 +35:12:06
GRO J0422+32/V518 Per 4 ± 1 1.1 0.21 близько 8500 04:21:43 +32:54:27
GRO J1719-24 ≥4.9 ~1.6 можливо 0.6[14] близько 8500 17:19:37 -25:01:03
GS 2000+25/QZ Vul 7.5 ± 0.3 4.9–5.1 0.35 близько 8800 20:02:50 +25:14:11
V404 Cyg 12 ± 2 6.0 6.5 7800±460[15] 20:24:04 +33:52:03
GX 339-4/V821 Ara 5–6 1.75 близько 15000 17:02:50 -48:47:23
GRS 1124-683/GU Mus 7.0 ± 0.6 0.43 близько 17000 11:26:27 -68:40:32
XTE J1550-564/V381 Nor 9.6 ± 1.2 6.0–7.5 1.5 близько 17000 15:50:59 -56:28:36
4U 1543-475/IL Lupi 9.4 ± 1.0 0.25 1.1 близько 24000 15:47:09 -47:40:10
XTE J1819-254/V4641 Sgr 7.1 ± 0.3 5–8 2.82 24000 – 40000[16] 18:19:22 -25:24:25
GRS 1915+105/V1487 Aql 14 ± 4.0 ~1 33.5 близько 40000 19:15;12 +10:56:44
XTE J1650-500 9.7 ± 1.6 [17] . 0.32[18] 16:50:01 -49:57:45
GW150914 (62 ± 4)M 36 ± 4 29 ± 4 . 1.3 більйона світових років

  1. взято з SIMBAD. Формат: Пряме піднесення (hh:mm:ss) ±схилення (°:mm:ss).


Чорні діри в культурі

  • В оповіданні Ларрі Нівена «Singularities Make Me Nervous» (Шаблон:Lang-ua) завдяки масивним «колапсарам» стало можливо подорожувати в часі[19]
  • В оповіданні Джеррі Пурнеля «He Fell Into a Dark Hole» через гравітаційний вплив чорної діри космічний корабель випадково вийшов з гіперпростору.
  • В романі Джо Голдемана «The Forever War» («Нескінечна війна») та у відеогрі «Космічні рейнджери» чорні діри використовуються для міжзоряних подорожей.
  • У романі «Фіаско» Станіслава Лема зореліт «Еврідіка» спочатку досягає колапсара Гадес і, залишаючись на його орбіті, відправляє модуль «Гермес» з астронавтами на борту до планети Квінта в системі Дзета Гарпії.

Примітки

  1. Чорні діри: Мембранний підхід = Black Holes: The membrane paradigm. — Пер. з англ. — 428 с.
  2. J. Casares: Observational evidence for stellar-mass black holes. Preprint
  3. M.R. Garcia et al.: Resolved Jets and Long Period Black Hole Novae. Preprint
  4. J.E. McClintock and R.A. Remillard: Black Hole Binaries. Preprint
  5. Orosz et al. A Black Hole in the Superluminal source SAX J1819.3-2525 (V4641 Sgr) Preprint
  6. Scientists Discovered the Smallest Black Hole
  7. Orosz, J.A. et al. (2004) ApJ 616,376–382.[1], Volume 616, Issue 1, pp. 376–382.
  8. Singularities Make Me Nervous. (Fantlab)




Community content is available under CC-BY-SA unless otherwise noted.