Черные дыры долгое время существовали лишь как математическое следствие общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Однако за последние десятилетия астрономия совершила огромный рывок: сегодня исследователи не только уверенно обнаруживают эти объекты, но и изучают процессы, происходящие буквально на границе горизонта событий. Несмотря на это, черные дыры продолжают оставаться одними из самых загадочных явлений во Вселенной.
Первое изображение черной дыры потребовало телескоп размером с Землю
Исторический снимок черной дыры M87*, опубликованный в 2019 году, стал возможен благодаря проекту Event Horizon Telescope. Вместо одного инструмента ученые объединили сеть радиотелескопов по всей планете, превратив их в виртуальную обсерваторию размером с Землю. На полученном изображении видна не сама черная дыра, а раскаленное вещество, вращающееся вокруг горизонта событий. Позже аналогичным способом удалось получить изображение Стрельца A* — сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики.
Самые темные объекты способны создавать самый яркий свет
Черная дыра сама по себе не испускает излучения, однако окружающий ее аккреционный диск способен разогреваться до миллионов градусов. Газ и пыль, падающие внутрь, начинают интенсивно светиться, выделяя колоссальное количество энергии.
Именно так рождаются квазары — объекты, яркость которых настолько велика, что они могут затмевать целые галактики с сотнями миллиардов звезд.
Черные дыры можно обнаружить, даже если их невозможно увидеть
Современные астрономы редко наблюдают черную дыру напрямую. Вместо этого они изучают ее влияние на окружающее пространство. Движение звезд вокруг невидимого массивного объекта, мощное рентгеновское излучение раскаленного газа или гравитационные волны от столкновения двух черных дыр позволяют достаточно точно определить их существование.
Именно благодаря таким методам за последние годы были обнаружены тысячи кандидатов в черные дыры различных типов.
Некоторые струи черных дыр больше целых галактик
Несмотря на то что горизонт событий не позволяет веществу покинуть черную дыру, часть материи за его пределами может выбрасываться в космос в виде релятивистских джетов.
Эти струи движутся со скоростью, близкой к скорости света, и способны растягиваться на сотни тысяч и даже миллионы световых лет. В отдельных случаях они оказываются значительно больше самих галактик, в которых расположены.
Черные дыры способны вращаться почти со скоростью света
По мере поглощения газа, пыли или после слияния с другими черными дырами такие объекты получают огромный угловой момент. Некоторые сверхмассивные черные дыры вращаются практически с максимально возможной скоростью, допускаемой общей теорией относительности.
Это вращение буквально «увлекает» пространство-время вокруг себя и, как предполагают ученые, играет важную роль в формировании гигантских джетов.
Большинство черных дыр вовсе не являются космическими пылесосами
Популярная культура часто изображает черные дыры как объекты, непрерывно поглощающие все вокруг. На практике это далеко не так.
Например, Стрелец A* в центре Млечного Пути сегодня находится в сравнительно спокойном состоянии и поглощает очень небольшое количество вещества. Активность черной дыры определяется прежде всего тем, сколько газа и пыли находится рядом с ней.
Даже черные дыры не существуют вечно
В 1970-х годах Стивен Хокинг показал, что квантовые эффекты могут приводить к постепенному испарению черных дыр. Согласно этой теории, они медленно теряют массу, испуская так называемое излучение Хокинга.
Для черной дыры звездной массы этот процесс занял бы около 10⁶⁷ лет — несоизмеримо больше нынешнего возраста Вселенной. Хотя само излучение пока не удалось зарегистрировать экспериментально, идея Хокинга остается одной из важнейших концепций современной теоретической физики и продолжает активно изучаться.
