Список самых массивных черных дыр — List of most massive black holes

Имя	Солнечная масса ( Солнце = 1)	Примечания
SDSS J073739.96 + 384413.2	1,04 × 10 11	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J132624.76 + 131727.4	7,76 × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J221511.93-004550.0	7,08 × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J014036.47 + 000335.8	6,97 × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
ТОН 618	6,6 × 10 10	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
Holmberg 15A	(4,0 ± 0,8) × 10 10	Заданная масса получена с помощью осесимметричных моделей Шварцшильда на основе орбиты. Ранее оценки в диапазоне от ~ 310 млрд М ☉ до 3 млрд М ☉ , все , опираясь на эмпирические масштабными отношений и, таким образом , получается из экстраполяции , а не из кинематических измерений.
IC 1101	(4–10) × 10 10	Оценивается по свойствам родительской галактики; масса напрямую не измерялась.
S5 0014 + 81	4 × 10 10	В статье 2010 года было высказано предположение, что воронка коллимирует излучение вокруг оси струи, создавая оптическую иллюзию очень высокой яркости и, таким образом, возможное завышение массы черной дыры.
SMSS J215728.21-360215.1	(3,4 ± 0,6) × 10 10
SDSS J102325. 31 + 514251.0	(3,31 ± 0,61) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
h2821 + 643	3 × 10 10	Ближайшее скопление галактик, в ядре которого находится квазар.
NGC 6166	3 × 10 10
APM 08279 + 5255	2,3 × 10 10 1.0 +0,17 -0,13 × 10 10	На основе ширины линии CO от движущегося по орбите молекулярного газа и карт реверберации с использованием эмиссионных линий SiIV и CIV.
NGC 4889	(2,1 ± 1,6) × 10 10	Наилучшее соответствие: оценка колеблется от 6 миллиардов до 37 миллиардов M ☉ .
Центральная черная дыра скопления Феникс	2 × 10 10	Эта черная дыра непрерывно растет со скоростью ~ 60 M ☉ в год.
SDSS J074521.78 + 734336.1	(1,95 ± 0,05) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
OJ 287 первичный	1,8 × 10 10	Меньшие 100 миллионов M ☉ черных дыр орбиты эта в течение 12-летнего (см OJ 287 вторичных ниже). Но это измерение находится под вопросом из-за ограниченного количества и точности наблюдаемых орбит спутников.
NGC 1600	(1,7 ± 0,15) × 10 10	Беспрецедентно массивная с точки зрения местоположения: эллиптическая галактика в разреженной среде.
SDSS J08019.69 + 373047.3	(1,51 ± 0,31) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J115954.33 + 201921.1	(1,41 ± 0,10) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J075303.34 + 423130.8	(1,38 ± 0,03) × 10 10	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J080430.56 + 542041.1	(1,35 ± 0,22) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
Абель 1201 BCG	(1,3 ± 0,6) × 10 10	Оценено на основе сильного гравитационного линзирования фоновой галактики за BCG . Остерегайтесь двусмысленности между определением массы ЧД и профилем темной материи скопления галактик.
SDSS J0100 + 2802	(1,24 ± 0,19) × 10 10	Оценено на основе корреляции линий излучения квазара MgII. Этот объект появился в начале космической истории ( красное смещение 6,30).
SDSS J081855.77 + 095848.0	(1,20 ± 0,06) × 10 10	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
NGC 1270	1,2 × 10 10	Эллиптическая галактика, расположенная в скоплении Персей . Также есть AGN с низкой светимостью (LLAGN).
SDSS J082535.19 + 512706.3	(1,12 ± 0,20) × 10 10	Оценка по линии излучения квазара Hβ
SDSS J013127.34-032100.1	(1,1 ± 0,2) × 10 10	Оценено на основе моделирования спектра аккреционного диска.
ПСО J334.2028 + 01.4075	1 × 10 10	На самом деле есть две черные дыры, вращающиеся вокруг друг друга в тесной паре с периодом 542 дня. Указан самый большой, а масса меньшего не определена.
Черная дыра центральной эллиптической галактики RX J1532.9 + 3021	1 × 10 10
QSO B2126-158	1 × 10 10
NGC 1281	1 × 10 10	Компактная эллиптическая галактика в скоплении Персей . Оценки масс — диапазон от 10 млрд М ☉ до <5 млрд М ☉ .
SDSS J015741.57-010629.6	(9,8 ± 1,4) × 10 9
NGC 3842	9,7 +3,0 -2,5 × 10 9	Самая яркая галактика в скоплении Льва
SDSS J230301.45-093930.7	(9,12 ± 0,88) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J140821.67 + 025733.2	8 × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J075819.70 + 202300.9	(7,8 ± 3,9) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
CID-947	6.9 +0,8 -1,2 × 10 9	Составляет 10% от общей массы родительской галактики. Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J080956.02 + 502000.9	(6,46 ± 0,45) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J014214.75 + 002324.2	(6,31 ± 1,16) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
Мессье 87	7,22 +0,34 -0,40 × 10 9 6,3 × 10 9	Центральная галактика скопления Девы ; первая черная дыра, изображенная непосредственно.
NGC 5419	7.2 +2,7 -1,9 × 10 9	Оценка по распределению звездных скоростей. Вторичный спутник SMBH может вращаться вокруг 70 парсеков.
SDSS J025905.63 + 001121.9	(5,25 ± 0,73) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J094202.04 + 042244.5	(5,13 ± 0,71) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
QSO B0746 + 254	5 × 10 9
QSO B2149-306	5 × 10 9
SDSS J090033.50 + 421547.0	(4,7 ± 0,2) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
Мессье 60	(4,5 ± 1,0) × 10 9
SDSS J011521.20 + 152453.3	(4,1 ± 2,4) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
QSO B0222 + 185	4 × 10 9
Геркулес А ( 3С 348 )	4 × 10 9	Примечателен своим релятивистским джетом длиной в миллион световых лет .
Абель 1836-BCG	3,61 0,41 -0,50 × 10 9
SDSS J213023.61 + 122252.0	(3,5 ± 0,2) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J173352.23 + 540030.4	(3,4 ± 0,4) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
SDSS J025021.76-075749.9	(3,1 ± 0,6) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
NGC 1271	3.0 +1,0 -1,1 × 10 9	Компактная эллиптическая или линзовидная галактика в скоплении Персей .
SDSS J030341.04-002321.9	(3,0 ± 0,4) × 10 9	Оценено на основе корреляции эмиссионных линий квазара MgII.
QSO B0836 + 710	3 × 10 9
SDSS J224956.08 + 000218.0	(2,63 ± 1,21) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J030449.85-000813.4	(2,4 ± 0,50) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
SDSS J234625.66-001600.4	(2,24 ± 0,15) × 10 9	Оценено на основе корреляции линии излучения квазара Hβ.
ПКС 2128-123	2,02 × 10 9
ULAS J1120 + 0641	2 × 10 9
QSO 0537-286	2 × 10 9
NGC 3115	2 × 10 9
Q0906 + 6930	2 × 10 9	Самый дальний блазар на z = 5.47
QSO B0805 + 614	1,5 × 10 9
Мессье 84	1,5 × 10 9
J100758.264 + 211529.207 («Pōniuāʻena»)	(1,5 ± 0,2) × 10 9	Второй по дальности известный квазар
ПКС 2059 + 034	1,36 × 10 9
Абель 3565-BCG	1,34 +0,21 -0,19 × 10 9
NGC 7768	1. 3 +0,5 −0,4 × 10 9
NGC 1277	1,2 × 10 9	Когда-то считалось, что в ней есть черная дыра, настолько большая, что это противоречило современным теориям образования галактик и эволюционным теориям, повторный анализ данных пересмотрел ее в сторону уменьшения примерно до трети от первоначальной оценки. а потом одна десятая.
Черная дыра центральной эллиптической галактики MS 0735.6 + 7421	1 × 10 9	Произведено колоссальная AGN выходка после аккрецирующих 600 млн м ☉ ценности материала. Масса ЧД явно не указана; просто нижний предел. Требуются предположения об эффективности газовой аккреции и реактивной мощности.
QSO B225155 + 2217	1 × 10 9
QSO B1210 + 330	1 × 10 9
NGC 6166	1 × 10 9	Центральная галактика Абеля 2199 ; примечательна своим релятивистским джетом длиной в сто тысяч световых лет.
Лебедь А	1 × 10 9	Самый яркий внесолнечный радиоисточник в небе на частотах выше 1 ГГц
Сомбреро Галактика	1 × 10 9	Болометрически самая яркая галактика в локальной вселенной, а также ближайшая к Земле черная дыра с массой в миллиарды солнечных.
Маркарян 501	9 × 10 8 — 3,4 × 10 9	Самый яркий объект в небе в гамма-лучах очень высоких энергий.
PG 1426 + 015	(1,298 ± 0,385) × 10 9 467 740 000
3C 273	(8,86 ± 1,87) × 10 8 550 000 000	Самый яркий квазар в небе
ULAS J1342 + 0928	8 × 10 8	Самый далекий квазар — в настоящее время зарегистрирован как самый далекий квазар на z = 7,54
Мессье 49	5,6 × 10 8
NGC 1399	5 × 10 8	Центральная галактика скопления Форнакс
PG 0804 + 761	(6,93 ± 0,83) × 10 8 190 550 000
PG 1617 + 175	(5,94 ± 1,38) × 10 8 275 420 000
PG 1700 + 518	7,81 +1,82 -1,65 × 10 8 60 260 000
NGC 4261	4 × 10 8	Известен своим Релятивистский джет длиной 88 000 световых лет .
PG 1307 + 085	(4,4 ± 1,23) × 10 8 281 840 000
SAGE0536AGN	(3,5 ± 0,8) × 10 8	Составляет 1,4% массы своей родительской галактики.
NGC 1275	3,4 × 10 8	Центральная галактика скопления Персей
3C 390,3	(2,87 ± 0,64) × 10 8 338 840 000
II Цвикки 136	(4,57 ± 0,55) × 10 8 144 540 000
PG 0052 + 251	(3,69 ± 0,76) × 10 8 218 780 000
Мессье 59	2,7 × 10 8	Эта черная дыра имеет ретроградное вращение.
PG 1411 + 442	(4,43 ± 1,46) × 10 8 79 430 000
Маркарян 876	(2,79 ± 1,29) × 10 8 240 000 000
Галактика Андромеды	2,3 × 10 8	Ближайшая к Млечному Пути большая галактика
PG 0953 + 414	(2,76 ± 0,59) × 10 8 182 000 000
PG 0026 + 129	(3,93 ± 0,96) × 10 8 53 700 000
Файралл 9	(2,55 ± 0,56) × 10 8 79 430 000
Маркарян 1095	(1,5 ± 0,19) × 10 8 182 000 000
Мессье 105	1,4 × 10 8 — 2 × 10 8
Маркарян 509	(1,43 ± 0,12) × 10 8 57 550 000
OJ 287 вторичный	1 × 10 8	Меньшая черная дыра, вращающаяся вокруг первичной звезды OJ 287 (см. Выше).
RX J124236.9-111935	1 × 10 8	Рентгеновская обсерватория Чандра наблюдала, как приливно разрушает звезду.
Мессье 85	1 × 10 8
NGC 5548	(6,71 ± 0,26) × 10 7 123 000 000
PG 1211 + 143	(1,46 ± 0,44) × 10 8 40 740 000
Мессье 88	8 × 10 7
Мессье 81 ( Галактика Боде )	7 × 10 7
Маркарян 771	(7,32 ± 3,52) × 10 7 7,586 × 10 7
Мессье 58	7 × 10 7
PG 0844 + 349	(9,24 ± 3,81) × 10 7 2,138 × 10 7
Центавр А	5,5 × 10 7	Также примечателен своим релятивистским джетом длиной в миллион световых лет .
Маркарян 79	(5,24 ± 1,44) × 10 7 5,25 × 10 7
Мессье 96	48 000 000	Оценки могут составлять всего 1,5 миллиона солнечных масс.
Маркарян 817	(4,94 ± 0,77) × 10 7 4,365 × 10 7
NGC 3227	(4,22 ± 2,14) × 10 7 3,89 × 10 7
NGC 4151 первичный	4 × 10 7
3C 120	5,55 +3,14 -2,25 × 10 7 2,29 × 10 7
Маркарян 279	(3,49 ± 0,92) × 10 7 4,17 × 10 7
NGC 3516	(4,27 ± 1,46) × 10 7 2,3 × 10 7
NGC 863	(4,75 ± 0,74) × 10 7 1,77 × 10 7
Мессье 82 ( Сигарная галактика )	3 × 10 7	Прототип галактики со вспышкой звездообразования .
Мессье 108	2,4 × 10 7
M60-UCD1	2 × 10 7	Составляет 15% массы своей родительской галактики.
NGC 3783	(2,98 ± 0,54) × 10 7 9 300 000
Маркарян 110	(2,51 ± 0,61) × 10 7 5 620 000
Маркарян 335	(1,42 ± 0,37) × 10 7 6 310 000
NGC 4151 вторичный	10 000 000
NGC 7469	(12,2 ± 1,4) × 10 6 6 460 000
IC 4329 A	9,90 +17,88 −11,88 × 10 6 5 010 000
NGC 4593	5,36 +9,37 −6,95 × 10 6 8 130 000
Мессье 61	5 × 10 6
Мессье 32	1,5 × 10 6 — 5 × 10 6	Карликовая спутниковая галактика Галактики Андромеды .
Стрелец А *	4,3 × 10 6	Черная дыра в центре Млечного Пути .

Список наиболее массивных чёрных дыр

                                     

1. Введение

Сверхмассивная чёрная дыра СМЧД представляет собой крупнейшую разновидность чёрной дыры массой от сотен тысяч до миллиардов масс Солнца; такие объекты, предположительно, существуют в центральных областях почти всех массивных галактик. Динамическое свидетельство наличия СМЧД существует только для нескольких галактик: Млечного Пути, Галактики Андромеды и её спутника M32, а также нескольких галактик за пределами Местной группы, например NGC 4395. В таких галактиках среднеквадратические скорости звёзд или газа растут как ~1/r вблизи центра, что свидетельствует в пользу существования центральной очень концентрированной точечной массы. Во всех других галактиках, наблюдавшихся по настоящее время 2019 год, графики среднеквадратических скоростей имеют плоский вид или даже понижаются к центру, что не позволяет уверенно заявлять о наличии сверхмассивной чёрной дыры. Тем не менее, обычно предполагается, что центральные области практически всех галактик содержат сверхмассивные чёрные дыры. Причиной подобного предположения является отношение M–сигма, тесное соотношение между массой чёрной дыры в ~10 галактиках при точном определении параметров и дисперсией скоростей звёзд в балджах этих галактик. Хотя полученная корреляция основана на малом числе галактик, но она позволяет получить связь между параметрами формирования чёрной дыры и самой галактики.

Хотя считается, что СМЧД существуют почти во всех массивных галактиках, очень массивных чёрных дыр мало; на настоящий момент 2019 год известно лишь несколько десятков. Определить массу конкретной СМЧД очень сложно, поэтому данная область исследования пока остаётся открытой. СМЧД с известными массами принадлежат галактикам сверхскопления Ланиакея и находятся в активных ядрах галактик.

Другой сложностью является выбор метода определения массы. Такие методы, как реверберационный метод для областей излучения в широких линиях, метод Доплера, измерение дисперсии скоростей и отношение M–сигма, могут давать различные оценки массы и даже противоречить один другому.

В представленном ниже списке приведены сверхмассивные чёрные дыры с известными массами, оцененными по крайней мере с точностью до порядка величины. У некоторых объектов представлены две ссылки, как у 3C 273; одна оценка массы взята из работы Брэдли М. Петерсона и др. по данным BLRM-метода, другая взята из работы Чарльза Нельсона по данным в линии λ5007 и дисперсии скоростей. Отметим, что список очень далёк от полного, поскольку Sloan Digital Sky Survey SDSS открыл около 200 000 квазаров, которые также могут содержать внутри себя чёрные дыры с массами миллиард масс Солнца. Также существует несколько сотен работ по установлению масс СМЧД, не вошедшие в список. Несмотря на это, большая часть СМЧД с массой более миллиарда масс Солнца включена в список. Также в список попали галактики из каталога Мессье с известными массами чёрных дыр.

BBC Russian — Наука и техника

Астрономы обнаружили огромную черную дыру, вторую по масштабам из до сих пор наблюдавшихся, которая расположена в очень древней и сравнительно небольшой галактике.

Галактика NGC 1277 в четыре раза уступает по размерам Млечному пути, однако в ней расположена черная дыра с массой, в 4 тысячи раз превышающей массу черной дыры в центре нашей галактики.

В статье, опубликованной в журнале Nature, говорится, что масса этой черной дыры эквивалентна 17 млрд масс нашего Солнца.

Это открытие трудно совместить с существующими моделями развития черных дыр, которые исходят из положения, что они эволюционируют параллельно с эволюцией окружающей их галактики.

Черные дыры не наблюдаются в оптическом диапазоне, так как поглощают все видимое излучение, и поэтому оценка их массы — непростая задача для астрономов.

Они ищут черные дыры по косвенным признакам, среди которых самым важным является мощное рентгеновское излучение, источниками которого являются потоки газов и пыли, разогнанных гравитацией черной дыры до релятивистских скоростей.

В нашей галактике — Млечном пути — массу объекта под названием Стрелец А, который находится в галактическом центре и окружен мощным пылегазовым облаком, можно оценить по поведению звезд, оказавшихся в поле его притяжения.

У астрономов ответа нет

Астрономы ввели особый параметр для оценки воздействия на звезды сверхмассивных черных дыр — разброс или дисперсия скоростей.

Астрономы в США, использующие телескоп Хобби-Эберли в штате Техас, составили на основе своих наблюдений список из почти 900 галактик, в которых наблюдаются сверхмассивные черные дыры.

Доктор Ремко ван дер Босх и его коллеги по группе исследователей были озадачены тем, что некоторые из крупнейших дыр в этом списке располагались в небольших по размерам галактиках.

Среди них была галактика NGC 1277, расположенная в 227 млн световых лет от нас в созвездии Персей. Она видна на одном из снимков, сделанных орбитальным телескопом «Хаббл», что помогает астрономам уточнить их компьютерные модели.

Астрономы пришли к выводу, что в центре нее расположена черная дыра колоссальных размеров, диаметр которой превышает диаметр Солнечной системы, а масса ее составляет 14% массы окружающей ее галактики.

«Движение звезд в центре этой галактике просто невозможно объяснить иначе, как существованием такой сверхмассивной черной дыры», — говорит доктор ван дер Босх.

Более того, группа астрономов имеет еще пять кандидатов в списке галактик, которые имеют несоразмерно большие черные дыры.

Но галактика NGC 1277 представляется самой необычной из них.

«Эта галактика очень древняя, — рассказывает доктор ван дер Босх. — Каким-то образом эта черная дыра сформировалась очень быстро очень давно, и с тех пор ее галактика изменилась очень незначительно, так как процесса образования звезд в ней не наблюдается».

По словам ученого, астрономы пытаются сейчас понять, как это могло произойти, но пока ответа на этот вопрос у них нет.

Черная дыра в центре нашей Галактики

Что находится в центре Млечного Пути? Астрономы уже давно подозревали, что в сердце нашей Галактики притаилась черная дыра, но полной уверенности в этом не было. И вот после 15 лет регулярного мониторинга области галактического центра с телескопами ESO на обсерваториях Ла Силья и Параналь ученые, наконец, получили решающее доказательство.

В центре Млечного Пути звезды набиты так тесно, что для увеличения разрешающей способности VLT потребовались специальные адаптивно-оптические методы получения изображений. Астрономам удалось с беспрецедентной точностью отнаблюдать отдельные звезды в процессе их орбитального движения вокруг Центра Галактики. Траектории движения этих звезд убедительно показали, что звезды должны двигаться по орбитам под действием колоссального гравитационного притяжения сверхмассивной черной дыры, почти в три миллиона раз более массивной, чем наше Солнце. Наблюдения с VLT также выявили вспышки ИК излучения, исходящие из области галактического центра через равные промежутки времени. Хотя точная причина этого явления остается непонятой, наблюдатели предположили, что черная дыра может быстро вращаться. Что бы там не происходило, эта черная дыра ведет себя далеко не тихо и мирно (см. пресс-релизы eso1332, eso1151, eso0846, eso0226, и eso0330.

Астрономы также использовали мощь VLT, чтобы заглянуть в центры соседних галактик, где они тоже обнаружили явные признаки сверхмассивных черных дыр. В активной галактике NGC 1097 была с невиданными подробностями зафиксирована сложная сеть волокон, по спирали нисходящих до самого центра галактики. Возможно, впервые получена детальная картина процесса канализации вещества из основной части галактики до самого ее ядра (см. пресс-релизы eso0109, eso0319, eso0414, eso0529, и eso0534.

Высшей точкой продолжавшейся 26 лет на  VLT наблюдательной кампании стало подтверждение в 2018 г. эффектов, предсказанных общей теорией относительности Эйнштейна, и проявляющихся в движении звезды в крайне сильном гравитационном поле вблизи сверхмассивной черной дыры в центре нашей Галактики. См. пресс-релиз ESO eso1825.

Впервые получено изображение тени черной дыры

EHT

Глобальная интерферометрическая сеть радио- и миллиметровых обсерваторий под названием Телескоп горизонта событий (EHT) смогла разглядеть тень сверхмассивной черной дыры в центре активной галактики M87. Впервые удалось получить прямое изображение подобного объекта. О результатах наблюдений ученые сообщили на пресс-конференции, трансляцию которой можно посмотреть на сайте Европейской южной обсерватории.

Мессье 87, также называемая Дева A, представляет собой гигантскую эллиптическую галактику, вторую по яркости среди галактик в Скоплении Девы и одну из наиболее массивных в местной Вселенной. Сверхмассивная черная дыра, расположенная в ее центре, одна из крупнейших известных на данный момент — ее масса составляет порядка 6,5 миллиардов масс Солнца, то есть примерно в тысячу раз больше, чем у черной дыры в центре Млечного Пути, обозначаемой как Стрелец A*.

Изображение галактики М87, полученное камерой FORS2 телескопа VLT

ESO

Несмотря на столь большую разницу в массе, их видимый размер на небе примерно одинаков, так как расстояние до Стрельца А* составляет примерно 26 тысяч световых лет, а до M87 — около 55 миллионов. Угловой диаметр горизонта событий сверхмассивной черной дыры в Млечном Пути оценивается в 10 микросекунд дуги, а у M87 — около 7 микросекунд. Для сравнения, угловой размер черной дыры в ближайшей к нам крупной спиральной галактике — Туманности Андромеды — должен быть равен примерно 3,5 микросекундам. Существенным отличием Стрельца A* от черной дыры в галактике М87 является активность последней, проявляющейся в образовании четко видимого джета, который расположен перпендикулярно плоскости аккреционного диска вокруг черной дыры. Его длина составляет примерно пять тысяч световых лет. Джеты наблюдаются в ряде случаев, например, у квазаров, и существует несколько теорий образования таких потоков, которые можно проверить, наблюдая их основание, расположенное вблизи черной дыры.

Обе черные дыры входят в список целей проекта EHT, начатого в апреле 2017 года. В нем участвуют телескопы восьми обсерваторий, расположенных в разных уголках земного шара и работавших как один единый телескоп, функционирующий на длине волны 1,3 миллиметра. Синхронизация велась при помощи атомных часов, а данные наблюдений суммировались и обрабатывались при помощи суперкомпьютеров, установленных в Институте радиоастрономии Макса Планка и обсерватории Хэйстек.

Пути фотонов в окрестности черной дыры

Nicolle R. Fuller/NSF

Изображение тени черной дыры по результатам компьютерных моделирований

Bronzwaer/Davelaar/Moscibrodzka/Falcke/Radboud University

Целью наблюдений была регистрация тени черной дыры, то есть сильного снижения яркости свечения в центральной области изображения в связи с искривлением траекторий фотонов и отсутствием стабильных орбит на нескольких радиусах Шварцшильда. Соответственно, тень также будет несколько больше размера черной дыры — примерно 42 микросекунды дуги в случае M87. Именно эту тень и смогли увидеть астрономы из проекта EHT, достигшего минимального углового разрешения в 20 микросекунд, причем форма тени соответствует предсказанной для черной дыры Керра тени Общей теорией относительности. 

Наблюдение тени черной дыры — это знаковое событие в наблюдательной астрономии. Мы рассказывали о контексте этих исследований в материале «Взгляд в бездну». Также мы писали о других работах на эту тему, в частности, об имитации получения информации из черной дыры при помощи квантовой телепортации и проверке одного из ключевых принципов общей теории относительности при помощи черной дыры в центре Млечного Пути.

Тимур Кешелава, Александр Войтюк

Нобелевская премия по физике 2020. Что мы знаем о чёрных дырах и происхождении галактик

Нобелевская премия по физике за 2020 год присуждена за достижения в области астрофизики. Половину премии получил Роджер Пенроуз «за открытие того, что образование чёрных дыр является точным предсказанием общей теории относительности». Вторую половину премии разделили Райнхард Генцель и Андреа Гэз — «за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре Галактики». О том, что значат эти открытия для мировой науки, рассказывает ведущий научный сотрудник кафедры физики элементарных частиц ИЯФиТ НИЯУ МИФИ Константин Белоцкий:

Сейчас в физике и астрономии очень редки фундаментальные открытия. Открытия, связанные с чёрными дырами, принадлежат именно к таким.

Роджер Пенроуз доказал, что образование чёрных дыр является неизбежным следствием общей теории относительности, и внёс большой вклад в теоретические методы их описания — описания того, что даже трудно поддаётся воображению. Он показал, что такие объекты могут реально рождаться в природе в результате эволюции тяжёлых звёзд (порядка 10 масс Солнц).

Но совершенно удивительный результат получили два других лауреата — Рейхард Гензель и Андреа Гез. Они установили, что в центре нашей Галактики находится сверхгигантская чёрная дыра, обладающая массой в 4 миллиона масс Солнца. Они исследовали движение ближайших к центру Галактики звёзд и пришли к выводу, что то, вокруг чего они вращаются, не может быть никаким другим известным астрофизическим объектом, кроме как чёрной дырой такой чудовищной массы.

Значение этих открытий, конечно, в первую очередь научное. Существование сверхмассивной чёрной дыры заставило серьёзно задумываться о её происхождении, о происхождении самих галактик. Наблюдения за центрами других (относительно ближайших по космологическим масштабам) галактик уже отбросило сомнения, что чёрные дыры существуют практически во всех больших галактиках. В 2019 году такую чёрную дыру видели в одной из галактик нашего сверхскопления (точнее, её силуэт). Это тоже стало ошеломляющим открытием, которое явилось прямым наблюдательным доказательством существования сверхмассивных чёрных дыр.

 

 

Но на этом загадки не заканчиваются. На очень больших по космологическим меркам расстояниях, соответствующих ранней эпохе Вселенной, наблюдаются квазары — очень активные ядра галактик. Их природу сейчас ни с чем другим, кроме как со сверхмассивной чёрной дырой, «поедающей» окружающую материю, не связывают. Расчёты показывают, что чёрные дыры такой массы и в такой ранней эпохе образовываться каким-либо астрофизическим механизмом не успевают. Значит, родились они ещё до появления звёзд, вместе с самой Вселенной и материей в ней.

Это прямое указание на наличие чего-то совсем неизвестного, новой физики, понимание которой может быть полезным не только в фундаментальной науке.

В 1967 году наши ученые Игорь Дмитриевич Новиков и Яков Борисович Зельдович впервые предположили, что чёрные дыры могут в принципе рождаться не из звёзд в ранней Вселенной. Сейчас в пользу их реального существования указывают не только квазары, но и слияние двойных чёрных дыр, которые недавно стали регистрироваться по гравитационным волнам. За открытие последних тоже была вручена Нобелевская премия.  Вполне возможно, что эта тематика может стать прорывной для фундаментальной науки.

главная теория Стивена Хокинга :: Общество :: РБК

14 марта умер астрофизик и популяризатор науки Стивен Хокинг. Один из основоположников квантовой космологии, он внес большой вклад в исследования черных дыр

Стивен Хокинг (Фото: Brian Randle / Mirrorpix / Getty Images)

Стивен Хокинг получил известность благодаря изучению модели расширяющейся Вселенной и космологической сингулярности — описываемого этой моделью состояния Вселенной. Главные же его достижения как физика-теоретика связывают с исследованием черных дыр. Он одним из первых в 1970-х начал изучать поведение элементарных частиц вблизи черной дыры с точки зрения квантовой механики.

Умер астрофизик Стивен Хокинг. Фотогалерея

Излучение Хокинга

Хокинга можно считать одним из создателей квантовой космологии. В 1973 году он первым рассчитал поведение квантовых полей при наличии горизонта событий (горизонт событий — ограничивающая черную дыру воображаемая световая поверхность, из пределов которой свет не может попасть наружу). До публикаций Хокинга считалось, что в черной дыре исчезает вся информация о поглощенных ею объектах за исключением трех параметров — массы, электрического заряда и момента импульса, но это противоречило некоторым постулатам квантовой механики.

Хокинг предположил, что информация хоть и исчезает в черной дыре, но возвращается в нашу Вселенную в виде излучения Хокинга. Черная дыра поглощает одну половину пары «частица — античастица», а другая половина возвращается обратно в космос в виде разных элементарных частиц, в основном фотонов, унося с собой небольшую часть энергии черной дыры. Таким образом, черные дыры постепенно испаряются, теряя массу. В своих работах ученый показал, каким может быть не противоречащий законам квантовой механики подход к анализу состояний черной дыры до того, как она поглотила материю, и после. Таким образом, он разрешил важное противоречие, существовавшее в современной астрофизике.

Тур 10 ближайших к Земле черных дыр

По своей природе черные дыры невозможно увидеть напрямую. Но астрономы могут ощущать их присутствие по тому, как они взаимодействуют с окружающей средой, позволяя нам мельком увидеть эти объекты, гравитация которых настолько сильна, что ничто не может ускользнуть. В прошлом веке астрономы не только показали, что черные дыры действительно существуют, но и обнаружили их десятки в нашей галактике.

Однако, исходя из количества звезд в нашей галактике, на самом деле их должно быть десятки миллионов .Проблема в том, что их трудно обнаружить, если они не находятся рядом с другой звездой. В этих двойных системах черная дыра может красть материал у своей звезды-компаньона, генерируя при этом отчетливый рентгеновский свет. В статье от 2016 года сообщается о 77 близлежащих черных дырах-кандидатах по результатам таких рентгеновских наблюдений. Мы составили список из 10 черных дыр, ближайших к Земле, о которых астрономы мало что знают.

Из-за своей скрытой природы черные дыры трудно изучать. Поэтому ученые постоянно узнают больше об этих объектах и ​​уточняют известные свойства черных дыр, в частности массу, по мере того, как телескопы собирают все больше свидетельств.Приведенные здесь числа включают текущие наилучшие оценки этих свойств черных дыр астрономами.

---

A0620-00, или V616 Monocerotis

Наблюдения за звездной системой в созвездии Единорога, получившей название A0620-00, выявили два объекта, вращающихся вокруг друг друга. Один из них невидим, но его масса в шесть раз больше, чем у нашего Солнца. Это заставляет астрономов думать, что эта система является домом для самой близкой к Земле черной дыры. (Источник: Sloan Digital Sky Survey)

Эта черная дыра иногда испускает драматические вспышки рентгеновского света.Одна из этих вспышек произошла в 1917 году, и именно так была открыта система. Во время вспышки , 1975, , V616 Monocerotis увеличился более чем в 100 000 раз, став самым ярким источником рентгеновского излучения, известным в то время.

• Примерно 3500 световых лет от нас

• 6,6 солнечной массы

• В паре со звездой главной последовательности K-типа, вращающейся каждые 7,75 часа — меньше среднего рабочего дня

• Ее звезда-компаньон всего лишь около 40 процентов массы нашего Солнца.И звезда постоянно теряет массу из-за черной дыры, притяжение которой настолько велико, что превращается в эллипсоид, а не в сферу.

---

Cygnus X-1

Третья по величине известная черная дыра к Земле находится в системе Cygnus X-1. Черная дыра открывается астрономам, когда она крадет материал у голубой сверхгигантской звезды HDE 226868. (Источник: Роен Келли / Астрономия после НАСА)

Ученые подозревают, что черная дыра Лебедь X-1 зародилась как звезда, в 40 раз превышающая массу Земли. солнце.Скорее всего, он сразу же рухнул и образовал черную дыру около 5 миллионов лет назад — примерно в то же время первые мамонты появляются в летописи окаменелостей на Земле.

• 6000 световых лет от нас

• 14,8 солнечной массы

• Горизонт событий черной дыры составляет 185 миль в поперечнике — это примерно длина Нью-Гэмпшира.

• Звезда-компаньон Лебедя X-1 — это голубая переменная звезда-сверхгигант, которая вращается каждые 5,6 дня на расстоянии лишь одной пятой расстояния от Солнца до Земли.

---

V404 Cygni

Двойная система черной дыры V404 Cygni иногда извергается как новая. В 2015 году космический рентгеновский телескоп NASA Swift уловил «световое» эхо во время извержения, из-за которого рентгеновские лучи отражались от пылевых колец, окружающих систему. (Фото: Эндрю Бирдмор / Университет Лестера и НАСА / Swift)

В 2019 году ученые сообщили о колебании гигантских струй частиц, выброшенных черной дырой в V404 Cygni. Они думают, что колебание может быть вызвано искажением пространства-времени черной дырой.

---

Подробнее : Астрономы наблюдают, как струя черной дыры качается как вершина

---

GRO J0422 + 32

Черная дыра и звезда взаимодействуют на иллюстрации этого художника системы, подобной GRO J0422 + 32. (Источник: Европейское космическое агентство)

Эта черная дыра является либо самой маленькой из когда-либо обнаруженных, образовавшейся в результате коллапса звезды, либо это может быть нейтронная звезда — вердикт еще не вынесен.

---

Cygnus X-3

Черная дыра в Cygnus X-3 находится рядом с небольшим облаком газа и пыли, где формируется новая звезда.(Источник: рентгеновский снимок: NASA / CXC / SAO / M. McCollough и др.; Радио: ASIAA / SAO / SMA)

Его масса плохо измерена, поэтому ученые не уверены, действительно ли Лебедь X-3 имеет черная дыра или нейтронная звезда. Этот объект находится в паре со звездой Вольфа-Райе — невероятно ярким объектом с необычным распределением элементов, особенно на его поверхности, — это одна из самых ярких звезд в галактике. Звезда, скорее всего, довольно скоро сама станет черной дырой, так что следите за обновлениями — в течение следующего миллиона лет или около того.

---

GRO J1655-40

Газ, засасываемый звездой, падает на вращающийся красный диск вокруг черной дыры на иллюстрации этого художника двойной системы GRO J1655-40. (Кредит: NASA / CXC / A.Hobart)

Эта черная дыра и звезда движутся по галактике со скоростью 250 000 миль в час. Для сравнения: солнце движется со скоростью всего 44 740 миль в час. Астрономы думают, что они достигли своего головокружительного темпа, когда черная дыра была создана асимметричной сверхновой, что дало системе толчок.

• 11000 световых лет от нас (возможно, намного ближе)

• 7 солнечных масс

• В паре с эволюционировавшей звездой F-типа, которая в два раза массивнее нашего Солнца.

• Звезда и черная дыра блокируются на орбите каждые 2,6 дня.

• Черная дыра вращается 450 раз в секунду — достаточно быстро, чтобы искривлять пространство вокруг нее.

---

Стрелец A *

Область, окружающая Стрельца A *, сверхмассивную черную дыру Млечного Пути. В конце концов, черные дыры останутся последней материей во Вселенной. (Кредит: НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт / Джуди Шмидт)

Стрелец A * (произносится как А-звезда) — центральная сверхмассивная черная дыра Млечного Пути.Впервые его заметили в 1931 году благодаря радиосигналу, исходящему из центра галактики. Но, наблюдая движение ближайших звезд на протяжении десятилетий и наблюдая сгустки газа возле объекта, астрономы с тех пор твердо определили, что это действительно сверхмассивная черная дыра. Более того, теперь они знают, что они есть и в большинстве крупных галактик.

---

Подробнее : Звезды, появляющиеся из звездного питомника нашей Галактики

---

47 Tuc X9

Шаровое скопление 47 Тукана, где проживают десятки тысяч звезд, является второй по яркости такой группой звезд в ночном небе Земли.Астрономы считают, что здесь также может находиться черная дыра. (Кредит: ESA / Hubble)

Ученые все еще спорят, существует ли на самом деле черная дыра в шаровом скоплении 47 Тукана. Недавние исследования предлагают доказательства за и против этой идеи. Но если он там есть, это был бы редкий пример черной дыры в шаровом скоплении — то, что астрономы долгое время считали невозможным. У него также будет самая близкая орбита, которую когда-либо видели между черной дырой и звездой.

---

XTE J1118 + 480

• От 5000 до 11000 световых лет

• Более 6 солнечных масс

• В паре со звездой, которая составляет всего 20 процентов массы Солнца

• Предполагается, что были образованы богатой металлами звездой, которая пережила сверхновую

---

GS2000 + 25

Самые странные черные дыры во Вселенной

Черные дыры — это гигантские космические монстры, экзотические объекты, гравитация которых настолько сильна, что даже свет не может вырваться из их лап.

Черные дыры бывают самых разных форм: от небольших звездных тел до сверхмассивных зверей, обитающих в сердцах галактик. Вот 10 самых экстремальных черных дыр, от самых маленьких до самых больших, от людоедов до жуликов.

Самые большие черные дыры

Пит Маренфельд

Считается, что почти все галактики содержат в своих ядрах сверхмассивные черные дыры, в миллионы или миллиарды раз превышающие массу Солнца Земли. В 2011 году ученые обнаружили самые большие черные дыры в двух близлежащих галактиках.

Одна из этих галактик, известная как NGC 3842 — самая яркая галактика в скоплении Льва на расстоянии около 320 миллионов световых лет от нас — имеет центральную черную дыру, содержащую 9,7 миллиарда солнечных масс. Другая, NGC 4889, самая яркая галактика в скоплении Кома на расстоянии более 335 миллионов световых лет, имеет черную дыру сопоставимой или большей массы.

Гравитационный диапазон или «горизонт событий» этих черных дыр примерно в пять раз больше расстояния от Солнца до Плутона. Для сравнения: эти черные дыры в 2500 раз массивнее черной дыры в центре галактики Млечный Путь, горизонт событий которой составляет одну пятую орбиты Меркурия.

Самая маленькая черная дыра

НАСА / Центр космических полетов Годдарда / CI Lab

Самая маленькая черная дыра, обнаруженная на сегодняшний день, может быть в три раза меньше массы нашего Солнца. Это поставило бы этого маленького монстра, официально названного IGR J17091-3624, примерно на теоретический минимальный предел, необходимый для стабильности черной дыры. Какой бы крошечной ни была эта черная дыра, она выглядит свирепой, способной разносить ветер со скоростью 20 миллионов миль в час (32 миллиона километров в час) — самый быстрый из всех наблюдаемых из черной дыры звездной массы почти в 10 раз.

Каннибалистические черные дыры

Рентгеновские лучи: NASA / CXC / SAO / G.Fabbiano et al; Оптика: NASA / STScI

Черные дыры пожирают все, кому не повезло, чтобы дрейфовать слишком близко, включая другие черные дыры. Ученые недавно обнаружили чудовищную черную дыру в центре одной галактики, которую поглотила еще большая черная дыра в другой.

Открытие является первым в своем роде. Астрономы были свидетелями заключительных этапов слияния галактик одинаковой массы — так называемого крупного слияния, — но незначительные слияния галактик и меньших спутников долгое время ускользали от исследователей.

Используя рентгеновскую обсерваторию Чандра НАСА, исследователи обнаружили две черные дыры в центре галактики, получившей название NGC3393, причем одна черная дыра примерно в 30 миллионов раз больше массы Солнца, а другая, по крайней мере, в 1 миллион раз больше массы Солнца. , отделенных друг от друга примерно на 490 световых лет.

Черная дыра, стреляющая пулями

Грег Сивакофф / Университет Альберты

Черные дыры известны тем, что всасывают материю, но исследователи обнаруживают, что они также могут стрелять и ее.Наблюдения за черной дырой под названием h2743-322, которая вмещает в себя в 5-10 раз больше массы Солнца и находится примерно в 28000 световых годах от Земли, показали, что она, по-видимому, оттягивала материю от звезды-компаньона, а затем выплюнула часть ее обратно, когда гигантские «пули» газа, движущиеся почти с четвертью скорости света.

Самая старая из известных черных дыр

ESO / M. Kornmesser

Самая старая обнаруженная черная дыра, официально известная как ULAS J1342 + 0928, родилась примерно через 690 миллионов лет после Большого взрыва, создавшего нашу Вселенную.(Ученые считают, что Большой взрыв произошел около 13,7 миллиарда лет назад.)

Древний возраст этой черной дыры на самом деле создает некоторые проблемы для астрономов. Эта блестящая загадка, кажется, в 1 миллиард раз больше массы Солнца. Трудно объяснить, как черные дыры стали такими массивными сразу после Большого взрыва.

Самая яркая черная дыра

Хотя гравитационное притяжение черных дыр настолько велико, что даже свет не может ускользнуть, они также составляют сердце квазаров, самых ярких, самых мощных и самых энергичных объектов во Вселенной.

Поскольку сверхмассивные черные дыры в центрах галактик всасывают окружающий газ и пыль, они могут извергать огромное количество энергии. Самый яркий квазар, идентифицированный на сегодняшний день, — это J043947.08 + 163415.7, который находится примерно в 12,8 миллиарда световых лет от Земли.

Разбойные черные дыры

Дэвид А. Агилар (CfA)

Когда галактики сталкиваются, черные дыры могут быть отброшены с места падения и свободно перемещаться в космосе. Первая известная такая черная дыра, SDSSJ0927 + 2943, может быть примерно в 600 миллионов раз больше массы Солнца и проноситься сквозь космос с колоссальной скоростью 5.9 миллионов миль / ч (9,5 миллионов км / ч). Сотни черных дыр-изгоев могут блуждать по Млечному Пути.

Средние черные дыры

NASA

Ученые долгое время считали, что черные дыры бывают трех размеров: маленькие, средние и большие. Относительно небольшие черные дыры, обладающие массой нескольких солнц, являются обычным явлением, в то время как сверхмассивные черные дыры от миллионов до миллиардов солнечных масс, как считается, прячутся в сердце почти каждой галактики. Например, считается, что в центре Млечного Пути прячется еще одно массивное, более четырех миллионов солнц.

Тем не менее, черные дыры средней массы ускользали от астрономов в течение многих лет, до 2009 года. Именно тогда ученые обнаружили одну из первых черных дыр средней массы, названную HLX-1 (сверхсветовой источник рентгеновского излучения 1), примерно 290 миллионов световых годах от Земли. Размер загадочного объекта составляет около 20 000 солнечных масс.

Считается, что черные дыры среднего размера являются строительными блоками сверхмассивных черных дыр, поэтому более подробное представление о них может пролить свет на то, как развивались эти монстры и окружающие их галактики.

Самая быстрая черная дыра

NASA / NASA / CXC / M.Weiss

Черные дыры могут вращать ткань космоса вокруг себя с невероятной скоростью. Одна черная дыра под названием GRS 1915 + 105 в созвездии Аквилы (Орел) примерно в 35 000 световых лет от Земли вращается более 950 раз в секунду.

Предмет, помещенный на краю горизонта событий черной дыры — краю, за который ничто не может сбежать, — будет вращаться вокруг нее со скоростью более 333 миллионов миль в час (536 миллионов км в час), или примерно вдвое меньшей скорости света.

Настольные черные дыры

Крис Куклевич

К счастью, черные дыры довольно далеко от Земли, но такое расстояние затрудняет сбор ключей, которые могли бы помочь решить многие загадки, которые их окружают. Однако сейчас исследователи воссоздают загадочные свойства черных дыр на столешницах.

Например, черные дыры обладают настолько мощным гравитационным притяжением, что ничто, включая свет, не может ускользнуть после падения за границу, известную как горизонт событий.Ученые создали в лаборатории искусственный горизонт событий с помощью оптоволокна. Они также воссоздали так называемое излучение Хокинга, которое, как считается, исходит от черных дыр.

Список кандидатов в черные дыры

Список кандидатов в черные дыры

Список кандидатов в черные дыры
составлено Wm. Роберт Джонстон
последнее обновление 30 января 2004 г.

( жирным шрифтом указывает на самых сильных кандидатов)

Черные дыры звездных масс в двойных звездных системах
обнаруживается из-за взаимодействий со звездой-компаньоном (масса черной дыры, 3-20 массы Солнца)

25 (3 400 000) 16h42m16.8s
-67 ° 27’43 «1. 0s
-49 ° 57’45 «6-26902 902 OphH25303-32 9030 ° 13’36 « 90h303 90g2 17302 4U .0s
-33 ° 48’27 « SA .5-246 LS +338
V404 Cygni

кандидат видимых звезды des.	Р.А. дек.	расстояние [световые годы]	звезда-компаньон V величина и спектр	период [часы] и (большая полуось [км])	масса [в M Солнце ] черной дыры и (звезда-компаньон) )	Окружность черной дыры [км]
RX J0042.3 + 4115	00h52m22.94s + 41 ° 15’34.0 «
3U 0042 + 32	00х54м50.4s + 33 ° 01’17 «		G	278 (
XTE J0421 + 560 Кулачок CI	04h29m41s + 56 ° 00’009 9025 I3 9030 I3 9025
GRO J0422 + 32 Nova Per 1992	04h31m46.9s + 32 ° 54’36 «	6 500	22 M2 V	5,0930 ± 0,7 (0,45)	80
LMC X-3	05h48m56.4s -64 ° 05’01 «	180,000	16,7 B3 Ve	40.9150 (9,600,000)	7,6 ± 1,6 (4,5)	140
LMC30 R148	4 LMC3 X-1
05h49m38.7s -69 ° 44’36 «	180,000	14 O7 III-V	101,491 (27,000,000)	7 ± 3 (35)	130
A 00 Nova Mon 1975	06h32m44.5s -00 ° 20’45 «	2700	18 K4 V	7.7524 (3,100,000)	10,8 ± 2,1 (0,6)	200
GRS 1009-45 Nova Vela 1993	10h23m36,3s -45 ° 04’32 «	10,000	9025 K8 V	6,8449 (2,100,000)	4,2 ± 0,6? (0,6?)	80
XTE J1118 + 480 KV Uma	11h28m10,79s 02» + 48 °		14 K7-M0 V	4,0783 (1,700,000)	6.5 ± 0,4 (0,3)	120
GRS 1124-683 Nova Muscae 1991	11h36m26.7s -68 ° 40’33 «	3000	20 K5 V	7,3 ± 0,9 (1,0)	140
GS 1354-645 BW Cir	13h58m09.92s -64 ° 44’04.9 «		16.9			4У 1543-47 ИЖ Луп	15х57м08.6s -47 ° 40’09 «	13,000	17 A2 V	26.7938 (7,200,000)	9,4 ± 1,0 (2,7)	170
XTE J153050564 0,78s -56 ° 28’35,0 «	8,500	16,0 K3 III	37,044 (8,600,000)	9,6 ± 1,2 (0,9)	180
A415 KZ24-617		18.5
4U 1630-47 Nor X-1	16h44m01.61s -47 ° 23’32 «	33,000
	? G / K	5,09 (2,100,000)	8,2 ?	150
GRO J1655-40 Nova Sco 1994	16h54m00.2s -39 ° 50’45 «	10,000	14.4 F4IV	62,926 (11,000,000)	6,3 ± 0,3 (2,4)	120
GRS 1659-487 GX 339-4	17h02m49.4s -9048 ° 47’22 » 13,000	F8-G2 III	14,8 (3,800,000)	5,8 ± 0,5 ?	110
H 1705-250 Nova Oph 1977	17h08m14,2 32 «	33,000	21 K5 V	12.5 (3,700,000)	7,0 ± 1,3 (0,3?)	130
XTE J1709-267	17h09m -26 ° 42 ‘
17h29m36.9s -25 ° 01’03 «	7,500	M0-5 V		> 4,9 ?	> 90
XTE J1720-318	48 ‘
KS 1730-31	17h40m -31 °
XTE J1739-302
GRS 1737-31	17h50m09s -31 ° 02’24 «
H 1741-322	17h51m -32 °			EXP9-2952	17h51m06s -29 ° 53 ‘	30,000
GRS 1739-278	17h52m00.03s -27,000 ° 44’52.7 «		В
1E 1740.7-2942	17h54m03s -29 ° 43’25 «	30,000		304.8 (
XTE J17464-3213	17h56m15.61s -32 ° 13’59.9 «
XTE J1748-288	17h58m -28 ° 48 ‘
33 RX 90h302 6s -31 ° 11’55 «
XTE J1755-324	17h55m -32 ° 24 ‘
	18.8	4,4 (
GRS 1758-258	18h01m12,3s -25 ° 44’36 «	26,000	K	442,8
18h05m34s -20 ° 30’48 «
XTE J1806-246	18h06m -24 ° 36 ‘											XTE 254 V4641 Sgr	18х29м21.58s -25 ° 24’25,1 «	32000	B9 III	67,6152 (13000000)	7,1 ± 0,3 (3,1)	130
RX J1826.2-1450	18h36m15.03s -14 ° 50’53.6 «		11.23 O6.5 Vf	98,81 (
EXO 1846-031	18h59m17.1s 903’43.73″
XTE J1856 + 053	18h56m39s + 05 ° 19’44 «
XTE J1859 + 22641 90ul302 90h30m 900h4.5s + 22 ° 39’30 «		G5	9,17 (3,500,000)	9,8 ± 2,2 (	180
XTE J1901 + 014	19h401m41 ° № 57,8 дюйма	16,000	14.2 AI	314.09 (51000000)	11 ± 5 (19)	200
GRS 1915 + 105 XN Aql 1992	19h25m11.6s + 10 ° 563’45	39,000	KM III	820 (77,000,000)	14 ± 4 (1,5)	260
4U 1918 + 146	19h30m17s + 14309
Cygnus X-1 HDE 226868	19х58м21.7s + 35 ° 12’06 «	7,000	8,9 09,7 Iab	134,396 (33,000,000)	16 ± 5 (31)	300
4U 1957401 115 9025q2 19h59m24.0s + 11 ° 42’30 «		18.7	9.3 (
GS 2000 + 250 Nova Vul 1988	20h02m49.6s 14’11 + 2511 + 25	6,500	21 K5 V	8.2582 (2,900,000)	7,5 ± 0,3 (0,3)	140
XTE J2012 + 381	20h22m37.7s + 38 ° 11’01 «
20h34m03.8s + 33 ° 52’04 «	8,000	12,7 K0 III	155,31 (23,000,000)	11,7 ± 1,7 (0,62)		2С 2318 + 62	23х28м + 62 °

Изолированные черные дыры звездной массы
обнаруживается благодаря гравитационному линзированию фонового света (масса черной дыры, 3-20 масс Солнца)

кандидат видимых звезды des.	Р.А. дек.	расстояние (световых лет)	масса черной дыры (M Солнце )	черная дыра окружность (км)
SN 1997D6 (дюйм NG302)	04h21m06s -56 ° 29 ‘	46,000,000	3	55
MACHO-98-BLG-6	17h57m32.8s -28 ° 42’45 «	6,500 6,500 6,500
MACHO-96-BLG-5	18h05m02.5s -27 ° 42’17 «	6,500?	6	110
MACHO-99-BLG-22 OGLE-1999-BUL-32	18h05m05.35s -28 ° ’42 .5 «		3-100	60-1900

Черные дыры средней массы
массивные черные дыры в ядрах галактик или звездных скоплениях (масса черной дыры, от 100 до 100 000 солнечных масс)

110268 NGC 205 25303 9029-2001 9029-2001 9029-2001 G 00h57m33s
-25 ° 17’18 «

galaxy des.	р.А. дек.	расстояние (световые годы)	тип галактики	масса черной дыры (M Солнце )	черная дыра окружность (км)
00h50m25s + 41 ° 41’16 «	2,300,000	E6	90,000	1,700,000
M-31 G1 NGC 224	00’25844s	45 (кластер)	20,000	370,000
NGC 253	00h57m33s -25 ° 17’18 «	10,000,000	S5	100-10,000		10,000,000	S5	100-10,000	2,000-200,000
NGC 253	00h57m33s -25 ° 17’18» 10,000,000		S5	100-10,000	2,000-200,000
NGC 253	00h57m33s -25 ° 17’18 «	10,000,000	S5	100-10,000					-33 Треугольник NGC 598	01h43m51s + 30 ° 39’36 «	2,600,000	Scd	50,000	900,000
NGC 1313 X-1 90h303	.99s -66 ° 29’10.97 «	12,000,000	S	100-1,000	2,000-20,000
NGC 1313 X-2	03h28m22.34s 90,000254 -66 ° 36’03	90,000	S	100-1,000	2,000-20,000
M-82 NGC 3034	09h55m54s + 69 ° 40’57 «	12,000,000	P								9030 М-15 NGC 7078	21х39м58.3s + 12 ° 10’01 «	33,000	(кластер)	3,200	60,000

Ядро галактики, черные дыры
сверхмассивные черные дыры в ядрах галактик (масса черной дыры, от миллионов до миллиардов солнечных масс)

NGC 221 18030200 2030000 38,0002NG302 9030 ° ’54 .6 « .36s
+ 59 ° 24’56.4 «

C

160302 50,000303 9030 000 9021
+ 36 ° 51’48 «

galaxy des.	Р.А. дек.	расстояние (световые годы)	тип галактики	масса черной дыры (M Солнце )	черная дыра окружность (AU)
00х52м41.9s + 40 ° 51’52 «	2,600,000	E2	2,500,000	0,3
M-31 Andromeda NGC 224	00h52m44,000s + 41302	2,5 Сб	45,000,000	5,5
NGC 821	02h08m21.14s + 10 ° 59’41.7 «	79,000,000	E6	37,000,000	4.5		4.5		+ 43 ° 00’31 «	280,000,000		1,000,000,000	120
3C 66B	02h33m11.4s + 43 ° 00’31 «	280,000,000		1,000,000,000	120
NGC 1023	02h50m 23.90s + 39 ° 03’46.3″	37,000,000		37,000,000
M-77 NGC 1068	02h52m40.7s -00 ° 00’47 «	49,000,000	Sb	15,000,000	1,9
NGC19302
NGC19302
NGC19302 1097 ° 16’29.7 «	47,000,000	SB	5,000,000	0,6
Fornax A NGC 1316	03h32m41.6s -37 ° 12’34»	53,000 NG						04h30m00.7s -54 ° 56’17 «	50,000,000	S (B) b +
PKS 0521-365	05h32m57.98s -36 ° 27’30302 9030,0003 9030,0003		450,000,000	55
ПКС 0548-322	05h50m40.5s -32 ° 16’16 «	840,000,000		140,000,000	17
EXO 0706.1 + 5913	07h20m30.1s + 59 ° 08’212″	000	000
APM 08279 + 5255	08h41m41.60s + 52 ° 45’16.8 «	12,000,000,000
NGC 2778	09’3253304 + 35000	09’3253304,35	E	14000000	1.7
NGC 2787	09h29m18.90s + 69 ° 12’11.9 ‘	24,000,000	SB (r) 0+	41,000,000	5
NG302 M-81302 9025 + 69 ° 03’55 «	13000000	SA (s) ab	68000000	8
NGC 3079	10h01m58.53s + 55 ° 40’50.1″
Шпиндель NGC 3115	10h05m13.98s -07 ° 43’06.9 «	32000000	E6	1000000000	120
NGC 3245	10h37m18,52s + 28000 ° 30’24,8″ b			SB	210,000,000	26
NGC 3377	10h57m42,40s + 13 ° 59’08,3 «	37,000,000	E5	100000000	E5	100,000,000	12			M			M		.60s + 12 ° 34’53.9 «	35000000	E1	100000000	12
NGC 3384	10h58m16.90s + 12 ° 37’42.9″	38,0002 —	16,000,000	2
Mrk 421	11h04m27s + 38 ° 12’32 «	370,000,000		190,000,000	25
75 000 000	E2	190 000 000	25
Mrk 180	11h46m26s 70 ° 09’29»	550 000 000										E4
NGC 3998	11h55m20s + 55 ° 44’06»	70 000 000	S0						S0							12h20m32.579s + 39 ° 24’20.63 «	50,000,000	P	10,000,000	1,2
M-106 NGC 4258	12’14457303 9025 23000000	Сб +	3 00	4.8
NGC 4261	12h29m23.2s + 05 ° 49’29 «	100000000	E2	520 000 000	65
NGC 421 12h303 9017 903 «	85,000,000	E	310,000,000	40
NGC 4350	12h33m57.78s + 16 ° 41’33.4″		L		L			+ 07 ° 02’52.5 «	50,000,000	S0	300,000,000	40
M-84 NGC 4374	12h35m03.7s + 12 ° 53’13»
NGC 4438	12h37m45.6s + 13 ° 00’32 «		Sap
NGC 4459	12h39m00.03,0002 + 13 ° 58’302303			70,000,000	9
NGC 4473	12h39m48.87s + 13 ° 25’45.7 «	51000000	E5	110000000	14
NGC 4486B	12h40m31.85s + 12,000 29’26.03	50302	50302	70
M-87 Virgo A NGC 4486	12h40m49,5s + 12 ° 23’28 «	52,000,000	E1	3,000,000,000	370123		NGC 12 ° 05’36 «	55 000 000	S	2 000 000	0.25
NGC 4564	12h46m26.99s + 11 ° 26’21.5 «	49,000,000	E6	56,000,000	7
NGC 4596 12h25353 «	55 000 000		78 000 000	10
M-104 Сомбреро NGC 4594	12h49m59.3s -11 ° 37’23»	30,000,000	60302
М-60 NGC 4649	12х53м39.7s + 11 ° 33’10 «	55,000,000	E1	2,000,000,000	250
NGC 4697	12h58m35.91s -05 ° 48’03,1″					21
NGC 4742	12h51m47.92s -10 ° 27’17,1 «	51,000,000	E4	14,000,000	1,7
302 NGC 47302
302 NGC 479 10.7 «			200000000	25
NGC 4945	13h05m27.6s -49 ° 29’03»	12,000,000	Scd	1,400302					1,400302	61,000,000	S	510,000,000	60
Centaurus A NGC 5128	13h35m27.7s -43 ° 01’03								240,000,000	30
M-51 Whirlpool NGC 5194	13h39m52.4s + 47 ° 11’41 «	23,000,000	Sc
MCG-6-30-15	13h43m 01.97s -34 ° 02’44»	150,000,000		100,000 13
NGC 5845	15h06m00.90s + 01 ° 38’01.4 «	84000000	E3	240,000,000	30
AP Libh27254-8152 AP Libh27254	«	600 000 000		120 000 000	15
Arp 220	15h44m57.3s + 23 ° 30’12 «	250,000,000	S?
NGC 6251	16h42m 31.97s + 82 ° 32’16,5″	3000000000
Mrk 501	16h53m53s + 39 ° 45’36 «	420,000,000		1,600,000,000	200
J1728.2 + 5013 = 1 Zw 182 17h253 90 ° ’10 «	670 000 000		72 000 000	9
Млечный Путь	17h55m37.1991-е -28 ° 56’10,221 «	26,000	Sb +	3,000,000	0,4
3C 371	18h06m05,6s + 69 ° 49’28,1″
NGC 7052	21h28m33,13s + 26 ° 26’48.7 «	190,000,000	E4	330,000,000	40
PKS 2201 + 0172 90h303 03 «	330 000 000		130 000 000	16
IC 1459	22h57m11s -36 ° 29’00»	43 000 000	E3										.05s + 30 ° 08’43.4 «	43,000,000	Ep	3,500,000	0,4
1ES 2344 + 514	23h57m04,8s + 51,000 42’18»	6402 5403	80

Ноты: Прямое восхождение и склонение для J2000. Цифры расстояния и массы весьма неопределенны. Значения окружности черной дыры получены на основе оценок массы и также весьма неопределенны.Включенные в список кандидаты пользуются разным доверием.

---

Список источников находится в стадии разработки. Источники включают:

• Дж. Корменди и К. Гебхардт (2001) [arXiv: astro-ph / 0105230v1]
• Дж. Орос (2002) [arXiv: astro-ph / 0209041v1]
• S. Tremaine et ali (2002), Astrophysical Journal , 574: 740-753
• Дж. Циолковски (2003) [arXiv: astro-ph / 0307307v1]
• Спасибо Крису Андерсону (Колледж Южного Айдахо) за предоставленную информацию.

---

Карта расположения на небе кандидатов в черные дыры: черные дыры звездных масс — красным, черные дыры средней массы — фиолетовым, сверхмассивные черные дыры — синим. Базовое изображение: карта неба Тихо из симулятора солнечной системы JPL.

---

© 2001-2003, 2004, автор: Wm. Роберт Джонстон.
Последнее изменение 30 января 2004 г.
Возвращаться домой. Вернитесь в Черные дыры. Вернитесь к релятивистской физике. Вернитесь в астрономию и космос.

(PDF) Список из 101 сверхмассивной черной дыры

[7] Корменди, Дж., 2004, Звездно-динамический поиск сверхмассивных

черных дыр в ядрах галактик, коэволюция черных дыр и галактик —

ies, из симпозиумов, посвященных столетию обсерваторий Карнеги. Опубликовано издательством

Cambridge University Press в рамках серии Astro-

Physics обсерваторий Карнеги. Под редакцией Л. К. Хо, 2004 г., стр. 1. [astro-ph / 0306353v1]

[8] Маоз, Э., 1998, Динамические ограничения на альтернативы сверхмассивным

черным дырам в ядрах галактик, ApJ, 494, L181.

[9] Корменди Дж. И Ричстон Д., 1995, Внутренняя граница — поиск

сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик, ARA & A, 33, 581.

[10] Брэдли М.П. и Мисти CB, 2007 , Массы черных дыр по ревербер-

картографированию, ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ, СИМПО-

СЕРИЯ SIUM: 21, редактор серии С. Майкл Фолл, Институт космических телескопов

.

[11] Феррарез, Л. и Форд, Х., 2005, Сверхмассивные черные дыры в галактических

Ядрах

: прошлые, настоящие и будущие исследования, Обзоры космической науки, 116,

523.

[12] Корменди, J. & Ho, LC, 2013, Коэволюция (или нет) сверхмассивных

черных дыр и родительских галактик, ARA & A, 51, 511.

[13] Зилковски, Дж., 2008, Массы черных дыр в the Universe, Chinese

Journal of Astronomy & Astrophysics Supplement, 8, 273.

[14] Каспи С., Смит П.С., Нетцер Х., Маоз Д., Джаннузи Б.Т., Гивеон

У., 2000, Измерения реверберации для 17 квазаров и соотношения между светимостью в активных ядрах галактик. , ApJ, 533, 631.

[15] Фабиан А.С., 2007, Сильная гравитация поля и вращение черных дыр от

широких линий железа

, ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКИХ ТЕЛЕСКОПОВ, СИМПОЗ-

СЕРИЯ СИУМА: 21, редактор серии С. Майкл Фолл, Институт космических телескопов

.

[16] Гебхардт, К. и др., 2000, Оценки массы черных дыр по картированию Reverbera-

и по пространственно разрешенной кинематике, ApJ, 543, L5.

[17] Феррарез Л., Погге Р. В., Петерсон Б. М., Мерритт Д., Вандел А. и

Джозеф К. М., 2001, Сверхмассивные черные дыры в активных ядрах галактик. I.

Согласованность масс черных дыр в покоящихся и активных галактиках,

ApJ, 555, L79.

15

Доказательства наличия черных дыр | Астрономия

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите, на что обращать внимание при поиске и подтверждении наличия звездной черной дыры
• Объясните, почему черная дыра по своей природе черная, но может ассоциироваться со светящейся материей
• Как отличить звездные черные дыры от черных дыр в центрах галактик

Теория рассказывает нам, на что похожи черные дыры.Но существуют ли они на самом деле? И как мы можем искать что-то, что находится на расстоянии многих световых лет, всего в нескольких десятках километров в поперечнике (если это звездная черная дыра) и полностью черное? Оказывается, уловка состоит не в том, чтобы искать саму черную дыру, а в том, чтобы выяснить, что она делает с ближайшей звездой-компаньоном.

Как мы видели, когда очень массивные звезды коллапсируют, они оставляют свое гравитационное влияние. Что, если член двойной звездной системы станет черной дырой, а ее спутнику удастся пережить смерть массивной звезды? Пока черная дыра исчезает из поля нашего зрения, мы можем определить ее присутствие по тому, что она делает со своим спутником.

Требования к черной дыре

Итак, вот рецепт для поиска черной дыры: начните с поиска звезды, движение которой (определенное по доплеровскому сдвигу ее спектральных линий) показывает, что она является членом двойной звездной системы. Если видны обе звезды, ни одна из них не может быть черной дырой, поэтому сосредоточьтесь только на тех системах, в которых видна только одна звезда из пары, даже с помощью наших самых чувствительных телескопов.

Однако быть невидимым недостаточно, потому что относительно слабую звезду может быть трудно увидеть рядом с ярким спутником или если она покрыта пылью.И даже если звезда действительно невидима, это может быть нейтронная звезда. Следовательно, у нас также должно быть свидетельство того, что невидимая звезда имеет слишком большую массу, чтобы быть нейтронной звездой, и что это коллапсировавший объект — чрезвычайно маленький звездный остаток.

Мы можем использовать закон Кеплера (см. Орбиты и гравитация) и наши знания о видимой звезде, чтобы измерить массу невидимого члена пары. Если масса больше, чем примерно 3 M _Sun , то мы, вероятно, видим (или, точнее, не видим) черную дыру — до тех пор, пока мы можем убедиться, что объект действительно является коллапсирующей звездой.

Если вещество падает на компактный объект с высокой гравитацией, материал ускоряется до высокой скорости. Вблизи горизонта событий черной дыры материя движется со скоростью, приближающейся к скорости света. Когда атомы хаотически кружатся к горизонту событий, они трутся друг о друга; внутреннее трение может нагреть их до температуры 100 миллионов К и более. Такое горячее вещество испускает излучение в виде мерцающих рентгеновских лучей. Таким образом, последняя часть нашего рецепта — это поиск источника рентгеновских лучей, связанного с двойной системой.Поскольку рентгеновские лучи не проникают в атмосферу Земли, такие источники необходимо искать с помощью рентгеновских телескопов в космосе.

В нашем примере падающий газ, который производит рентгеновское излучение, исходит от звезды-компаньона черной дыры. Как мы видели в «Смерти звезд», звезды в тесных двойных системах могут обмениваться массой, особенно когда один из членов расширяется до красного гиганта. Предположим, что одна звезда в двойной звездной системе превратилась в черную дыру, а вторая звезда начинает расширяться. Если две звезды не слишком далеко друг от друга, внешние слои расширяющейся звезды могут достичь точки, в которой черная дыра оказывает на них большую гравитационную силу, чем внутренние слои красного гиганта, которому принадлежит атмосфера.Затем внешняя атмосфера проходит через точку невозврата между звездами и падает в сторону черной дыры.

Взаимное вращение гигантской звезды и черной дыры заставляет вещество, падающее к черной дыре, вращаться вокруг нее по спирали, а не течь прямо в нее. Падающий газ кружится вокруг черной дыры в блинчике материи, называемом аккреционным диском. Именно во внутренней части этого диска вещество вращается вокруг черной дыры с такой скоростью, что внутреннее трение нагревает ее до температур, излучающих рентгеновские лучи.

Еще один способ сформировать аккреционный диск в двойной звездной системе — получить мощный звездный ветер, исходящий от спутника черной дыры. Такие ветры характерны для нескольких этапов жизни звезды. Часть выброшенного ветром газа затем потечет достаточно близко к черной дыре, чтобы попасть в диск (рис. 1).

Рис. 1. Бинарная черная дыра: На изображении этого художника изображены черная дыра и звезда (красные). Когда материя течет от звезды, она образует диск вокруг черной дыры.Часть закрученного вещества вблизи черной дыры выталкивается наружу перпендикулярно диску двумя узкими струями. (кредит: модификация работы ESO / L. Calçada)

Следует отметить, что, как это часто бывает, обсуждаемые нами измерения не так просты, как их описывают во вводных учебниках. В реальной жизни закон Кеплера позволяет нам рассчитать только совокупную массу двух звезд в двойной системе. Мы должны узнать больше о видимой звезде пары и ее истории, чтобы определить расстояние до двойной пары, истинный размер орбиты видимой звезды и то, как орбита двух звезд наклонена к Земле, что мы редко можем измерить. .А у нейтронных звезд также могут быть аккреционные диски, излучающие рентгеновские лучи, поэтому астрономы должны тщательно изучить свойства этих рентгеновских лучей, пытаясь определить, какой объект находится в центре диска. Тем не менее, сейчас обнаружен ряд систем, явно содержащих черные дыры.

Открытие черных дыр звездных масс

Поскольку рентгеновские лучи являются такими важными индикаторами черных дыр, у которых на обед есть некоторые из их звездных спутников, поиску черных дыр пришлось ждать запуска в космос сложных рентгеновских телескопов.Эти инструменты должны иметь разрешение, позволяющее точно определять местонахождение источников рентгеновского излучения и, таким образом, позволять нам сопоставлять их с положением двойных звездных систем.

Первая открытая двойная система черной дыры называется Лебедь X-1. Видимая звезда в этой двойной системе относится к спектральному классу O. Измерения доплеровских сдвигов спектральных линий звезды O показывают, что у нее есть невидимый спутник. Рентгеновские лучи, исходящие от него, убедительно указывают на то, что спутник — это небольшой разрушенный объект.Масса невидимого свернувшегося спутника примерно в 15 раз больше массы Солнца. Поэтому спутник слишком массивен, чтобы быть белым карликом или нейтронной звездой.

Ряд других двойных систем также удовлетворяет всем условиям для содержания черной дыры. В таблице 1 перечислены характеристики некоторых из лучших примеров.

Таблица 1. Некоторые кандидаты в черные дыры в двойных звездных системах
Наименование / Обозначение по каталогу 1	Товарищ Звездный призрак Тип	Орбитальный Период (сутки)	Черная дыра Оценки массы ( M Sun )
LMC X-1	О гигант	3.9	10,9
Лебедь X-1	О сверхгигант	5,6	15
XTE J1819.3-254 (V4641 Sgr)	B гигант	2,8	6–7
LMC X-3	B главная последовательность	1,7	7
4U1543-475 (IL Lup)	Основная последовательность	1,1	9
GRO J1655-40 (V1033 Sco)	F субгигант	2.6	7
ГРС 1915 + 105	К гигант	33,5	14
GS202 + 1338 (V404 Cyg)	К гигант	6,5	12
XTE J1550-564	К гигант	1,5	11
A0620-00 (V616 Mon)	К основной последовательности	0,33	9–13
h2705-250 (Nova Oph 1977)	К основной последовательности	0.52	5–7
GRS1124-683 (Nova Mus 1991)	К основной последовательности	0,43	7
GS2000 + 25 (QZ Vul)	К основной последовательности	0,35	5–10
GRS1009-45 (Нова Вел 1993)	К карликовый	0,29	8–9
XTE J1118 + 480	К карликовый	0,17	7
XTE J1859 + 226	К карликовый	0.38	5,4
GRO J0422 + 32	M карлик	0,21	4

Кормление черной дыры

После того, как изолированная звезда или даже одна в двойной звездной системе станет черной дырой, она, вероятно, не сможет стать намного больше. В пригородных районах Галактики Млечный Путь, где мы живем (см. Галактика Млечный Путь), звезды и звездные системы находятся слишком далеко друг от друга, чтобы другие звезды могли обеспечить «пищу» голодной черной дыре.В конце концов, материал должен подойти очень близко к горизонту событий, прежде чем гравитация станет отличной от гравитации звезды, прежде чем она станет черной дырой.

Но, как мы увидим, центральные области галактик сильно отличаются от их внешних частей. Здесь звезды и исходный материал могут быть довольно тесно связаны друг с другом, и они могут гораздо чаще взаимодействовать друг с другом. Следовательно, у черных дыр в центрах галактик может быть гораздо лучшая возможность найти массу, достаточно близкую к их горизонту событий, чтобы втянуться.Черные дыры не разборчивы в том, что они «едят»: они с удовольствием поглощают другие звезды, астероиды, газ, пыль и даже другие черные дыры. (Если две черные дыры объединятся, вы получите черную дыру с большей массой и большим горизонтом событий.)

В результате черные дыры в густонаселенных регионах могут расти, в конечном итоге поглощая массы в тысячи или даже миллионы раз больше массы Солнца. Наземные наблюдения предоставили убедительные доказательства того, что в центре нашей Галактики есть черная дыра с массой примерно в 4 миллиона раз больше массы Солнца (мы обсудим это далее в главе, посвященной Галактике Млечный Путь). .Наблюдения с помощью космического телескопа Хаббла показали убедительные доказательства существования черных дыр в центрах многих других галактик. Эти черные дыры могут содержать более миллиарда солнечных масс. Безумие подпитки таких сверхмассивных черных дыр может быть причиной некоторых из самых энергичных явлений во Вселенной (см. Активные галактики, квазары и сверхмассивные черные дыры). Свидетельства недавних рентгеновских наблюдений также начинают указывать на существование черных дыр «среднего веса», масса которых в десятки или тысячи раз превышает массу Солнца.Переполненные внутренние области шаровых скоплений, которые мы описали в книге «Звезды от подросткового возраста до старости», могут быть подходящими рассадниками для таких черных дыр промежуточной массы.

За последние десятилетия было проведено множество наблюдений, особенно с помощью космического телескопа Хаббла и рентгеновских спутников, которые можно объяснить, только если черные дыры действительно существуют. Более того, экспериментальные проверки общей теории относительности Эйнштейна убедили даже самых скептически настроенных ученых, что его картина искривленного или искривленного пространства-времени действительно является нашим лучшим описанием эффектов гравитации вблизи этих черных дыр.

Ключевые концепции и резюме

Лучшее доказательство существования черных дыр звездной массы дают двойные звездные системы, в которых (1) одна звезда из пары не видна, (2) мерцающее рентгеновское излучение характерно для аккреционного диска вокруг компактного объекта и (3) орбита и характеристики видимой звезды указывают на то, что масса ее невидимого спутника больше 3 M _Sun . Обнаружен ряд систем с такими характеристиками.Черные дыры с массами от миллионов до миллиардов солнечных масс находятся в центрах больших галактик.

Глоссарий

аккреционный диск:

диск из газа и пыли, вращающийся вокруг новорожденных звезд, а также компактных звездных остатков, таких как белые карлики, нейтронные звезды и черные дыры, когда они находятся в двойных системах и находятся достаточно близко к своим двойным компаньонам, чтобы извлекать материал

Каталог черных дыр звездной массы

Эти черные дыры представляют собой сжатые ядра гигантских звезд с массой в несколько раз больше массы Солнца.

	4U 1543-47 Диаметр примерно равен размеру большого города	На расстоянии 25000 световых лет в созвездии Волчанка	9 солнечных масс
	A0620-00 Диаметр 10-45 миль (20-65 км), равен размеру большого города	от 2800 до 3400 световых лет в созвездии Единорога	От 3 до 13 солнечных масс
	Cygnus X-1 Диаметр 55 миль (90 км), равен размеру большого американского города	от 6000 до 10000 световых лет в созвездии Лебедя	15 солнечных масс
	GRO J0422 + 32 Диаметр примерно 10-40 миль (20-65 км), равен размеру большого города	8100 световых лет в созвездии Персея	От 3 до 11 солнечных масс
	GRO J1655-40 Примерно 42 км (25 миль)	от 6000 до 10000 световых лет в созвездии Скорпиона.	7 солнечных масс
	ГРС 1009-45 Диаметр примерно соответствует крупному городу	13000 световых лет в созвездии Вела	от 8 до 9 солнечных масс
	GRS 1915 + 105 Диаметр примерно 50 миль (85 км) равен размеру большого города	8100 световых лет в созвездии Аквилы	14 солнечных масс
	GS 1354-64 Диаметр примерно 30-40 миль (50-65 км), равен размеру большого города	на расстоянии 85000 световых лет в созвездии Circinus, по компасу	8-10 солнечных масс
	GS 2000 + 25 Диаметр примерно 20-40 миль (32-65 км), равен размеру большого города	8 800 световых лет в созвездии Лисичка	5-10 солнечных масс
	GU Muscae Диаметр 25 миль (42 км)	16 500 световых лет в созвездии Маска	7 солнечных масс
	GX 339-4 Диаметр 20-35 миль (31-60 км), равен размеру большого города	27000 световых лет от нас в созвездии Ара, алтарь	5.8-10 солнечных масс
	h2705-25 Диаметр примерно 20 миль (35 км), равен размеру большого города	27000 световых лет в созвездии Змееносца.	5-7 солнечных масс
	IC 10 X-1 Диаметр примерно 80 миль (140 км), что примерно равно размеру Коннектикута	На расстоянии 2,4 миллиона световых лет в созвездии Кассиопеи	23 массы Солнца
	IGR J17497-2821 Диаметр примерно равен размеру большого города	на расстоянии 27000 световых лет в созвездии Стрельца.	Примерно 10 солнечных масс
	LMC X-1 Диаметр примерно 40 миль (65 км), размер большого города	, 165 000 световых лет от нас в Большом Магеллановом Облаке, галактике-компаньоне Млечного Пути; в созвездии Дорадо	10.9 солнечных масс
	LMC X-3 Диаметр примерно равен размеру города	, 165 000 световых лет от нас в Большом Магеллановом Облаке, галактике-компаньоне Млечного Пути; в созвездии Дорадо	5-13 солнечных масс
	M33 X-7 Диаметр примерно 60 миль (95 км)	2,7 миллиона световых лет от нас в M33, галактика Треугольника	Около 15.7 солнечных масс
	MAXI J1659-152 Диаметр примерно 10-35 миль (18-60 км)	28000 световых лет в созвездии Змееносца	От 3 до 10 солнечных масс
	NGC 300 X-1 Диаметр около 45 миль (75 км) примерно равен размеру большого округа	На расстоянии 6 миллионов световых лет в галактике NGC 300, в созвездии Скульптора	15 солнечных масс
	SS433 Диаметр примерно 60 миль (96 км)	в созвездии Водолея на расстоянии 16000 световых лет от нас.	16 солнечных масс
	V404 Cygni Диаметр примерно 37-56 миль (60-90 км)	7800 световых лет в созвездии Лебедя	От 10 до 15 солнечных масс
	V4641 Sagittarii Диаметр примерно 11-37 миль (18-60 км)	от 24000 до 40000 световых лет в созвездии Стрельца.	От 3 до 10 солнечных масс
	XTE J1118 + 480 Диаметр 26 миль (42 км), равен размеру большого города.	На расстоянии 6000 световых лет в созвездии Большой Медведицы	7 солнечных масс
	XTE J1550-564 Диаметр примерно 35-55 миль (60-90 км)	на расстоянии 17000 световых лет в созвездии Нормы.	От 10 до 15 солнечных масс
	XTE J1650-500 Диаметр 23 км (14 миль)	На расстоянии 26000 световых лет в созвездии Ара	3.8 солнечных масс
	XTE J1859-226 Диаметр примерно равен размеру большого города	От 15 000 до 50 000 световых лет в созвездии Vulpecula	5,4 массы Солнца

Каталог сверхмассивных черных дыр — Энциклопедия черных дыр StarDate

Это гигантские черные дыры, которые весят от нескольких миллионов до нескольких миллиардов масс Солнца. Эти черные дыры населяют ядра галактик.

	3c273 Диаметр примерно равен размеру нашей солнечной системы	2 миллиарда световых лет в созвездии Девы	Примерно 1 миллиард солнечных масс
	Arp 151 Диаметр примерно в 30-100 раз превышает размер Солнца	300 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы	От 6,5 до 20 миллионов солнечных масс
	IC 1459 Диаметр примерно равен размеру орбиты Юпитера и больше орбиты Нептуна	На расстоянии 100 миллионов световых лет в созвездии Grus	350 миллионов к 2.5 миллиардов солнечных масс
	M104 Диаметр больше орбиты Сатурна	На расстоянии 32 миллионов световых лет в созвездии Девы	660 миллионов солнечных масс
	M105 Больше, чем орбита Земли вокруг Солнца, но меньше орбиты Юпитера	38 миллионов световых лет от нас в созвездии Льва	От 60 миллионов до 200 миллионов солнечных масс
	M106 Больше, чем расстояние от Земли до Солнца	24 миллиона световых лет от нас в созвездии Canes Venatici	От 24 миллионов до 38 миллионов солнечных масс
	M31 Диаметр примерно равен орбите Венеры.	На расстоянии 2,5 миллиона световых лет в созвездии Андромеды	30 миллионов солнечных масс
	M32 Диаметр около 10 миллионов миль — примерно в 12 раз больше диаметра Солнца	На расстоянии 2,4 миллиона световых лет в созвездии Андромеды	3 миллиона солнечных масс
	M51 Диаметр 4 миллиона миль (6 миллионов км), что примерно в четыре раза больше диаметра Солнца.	27 миллионов световых лет от нас, в созвездии Трости Венатичи, под Большой Медведицей	1 миллион солнечных масс
	M60 Диаметр 45 миллиардов миль (27 миллиардов км), что примерно в восемь раз больше диаметра орбиты Нептуна вокруг Солнца	51 миллион световых лет в созвездии Девы	4,5 миллиарда солнечных масс
	M77 Немного меньше орбиты Меркурия вокруг Солнца	От 50 до 60 миллионов световых лет в созвездии Кита	15 миллионов солнечных масс
	M81 Диаметр примерно 30 миллионов миль (45 миллионов км), что примерно в 30 раз больше диаметра Солнца.	12 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы	7 миллионов солнечных масс
	M84 Диаметр примерно равен размеру орбиты Нептуна вокруг Солнца, что делает его размером с нашу Солнечную систему.	На расстоянии 50 миллионов световых лет в созвездии Девы	Примерно 1,5 миллиарда солнечных масс
	M87 В три раза больше диаметра орбиты Плутона вокруг Солнца	На расстоянии 50 миллионов световых лет в созвездии Девы	6.6 миллиардов солнечных масс
	Млечный Путь Диаметр примерно 15 миллионов миль (24 миллиона км).	27 миллиардов световых лет от нас в созвездии Стрельца	4,1 миллиона солнечных масс
	NGC 1023 Примерно размером с орбиту Земли вокруг Солнца	На расстоянии 33 миллионов световых лет в созвездии Персея	От 40 миллионов до 60 миллионов солнечных масс
	NGC 1194 Диаметр больше орбиты Земли вокруг Солнца	170 миллионов световых лет в созвездии Кита	65 миллионов солнечных масс
	NGC 1277 Диаметр более чем в 11 раз превышает диаметр орбиты Нептуна, самой далекой планеты нашей Солнечной системы	220 миллионов световых лет в созвездии Персея	17 миллиардов солнечных масс
	NGC 1365 В восемь раз больше диаметра Солнца	На расстоянии 56 миллионов световых лет в созвездии Форнакса	2 миллиона солнечных масс
	NGC 2273 Диаметр примерно две трети ширины расстояния от Меркурия до Солнца	в созвездии Рыси на расстоянии 85 миллионов световых лет от нас.	7.5 миллионов солнечных масс
	NGC 2778 От меньшего, чем орбита Меркурия, до такого большого, как орбита Венеры	на расстоянии 76 миллионов световых лет в созвездии Рыси	От 9 миллионов до 36 миллионов солнечных масс
	NGC 2787 Диаметр примерно равен размеру орбиты Земли вокруг Солнца	24 миллиона световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы	От 36 миллионов до 45 миллионов солнечных масс
	NGC 2960 Диаметр равен расстоянию от Солнца до Меркурия	230 миллионов световых лет от нас в созвездии Гидры	11.5 миллионов солнечных масс
	NGC 3115 Диаметр, вероятно, эквивалентен размеру орбиты Урана вокруг Солнца	32 миллиона световых лет от нас в созвездии Секстан	От 400 миллионов до 2 миллиардов солнечных масс
	NGC 3245 Диаметр примерно равен диаметру орбиты Юпитера вокруг Солнца	На расстоянии 68 миллионов световых лет в созвездии Малого Льва	от 160 до 260 миллионов солнечных масс
	NGC 3377 От орбиты Венеры вокруг Солнца до пояса астероидов	На расстоянии 33 миллионов световых лет в созвездии Льва	От 30 миллионов до 120 миллионов солнечных масс
	NGC 3384 Диаметр примерно равен размеру орбиты Меркурия, ближайшей к Солнцу планеты	38 миллионов световых лет от нас в созвездии Льва	16 миллионов солнечных масс
	NGC 3393 Диаметр больше орбиты Меркурия	находится на расстоянии 165 миллионов световых лет от нас в созвездии Гидры.	31 миллион солнечных масс
	NGC 3516 Немного больше орбиты Меркурия вокруг Солнца	120 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы	23 миллиона солнечных масс
	NGC 3585 Диаметр больше размера орбиты Юпитера	70 миллионов световых лет от нас в созвездии Гидры	340 миллионов солнечных масс
	NGC 3607 Диаметр больше размера орбиты Марса	На расстоянии 65 миллионов световых лет в созвездии Льва	125 миллионов солнечных масс
	NGC 3608 Диаметр чуть меньше размеров орбиты Юпитера	На расстоянии 75 миллионов световых лет в созвездии Льва	210 миллионов солнечных масс
	NGC 3783 Около половины размера орбиты Меркурия вокруг Солнца	130 миллионов световых лет от нас в созвездии Центавра	от 8 миллионов до 10 миллионов солнечных масс
	NGC 3842 Диаметр примерно в 6 раз превышает размер орбиты Нептуна	320 миллионов световых лет в созвездии Льва	9.7 миллиардов солнечных масс
	NGC 3862 Неизвестно	260 миллионов световых лет в созвездии Льва	Неизвестные массы Солнца
	NGC 3945 Диаметр примерно половину орбиты Меркурия	На расстоянии 65 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы	9 миллионов солнечных масс
	NGC 3998 Диаметр примерно от диаметра орбиты Юпитера до диаметра орбиты Урана вокруг Солнца	На расстоянии 45 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы	От 270 миллионов до 800 миллионов солнечных масс
	NGC 4026 Диаметр размер внешнего края пояса астероидов	На расстоянии 50 миллионов световых лет в созвездии Большой Медведицы	210 миллионов солнечных масс
	NGC 4061 Диаметр, по крайней мере, равен диаметру орбиты Нептуна вокруг Солнца	325 миллионов световых лет от нас в созвездии Береники Кома	От 1 до 9 миллиардов солнечных масс
	NGC 4151 Диаметр равен размеру орбиты Сатурна	На расстоянии 43 миллионов световых лет в созвездии Льва	45 миллионов солнечных масс
	NGC 4178 Меньше Солнца	На расстоянии 55 миллионов световых лет от нас	Менее 200000 солнечных масс
	NGC 4253 Диаметр примерно равен размеру орбиты Меркурия	170 миллионов световых лет от нас в созвездии Береники Кома	20 миллионов солнечных масс
	NGC 4261 Диапазон диаметров от размера орбиты Сатурна вокруг Солнца до размера орбиты Нептуна	На расстоянии 100 миллионов световых лет в созвездии Девы	500 миллионов к 1.2 миллиарда солнечных масс
	NGC 4335 Диаметр примерно равен размеру орбиты Марса	215 миллионов световых лет от нас в созвездии Большой Медведицы	100 миллионов солнечных масс
	NGC 4342 Диаметр равен диаметру орбиты Юпитера вокруг Солнца	На расстоянии 75 миллионов световых лет в созвездии Девы	300 миллионов солнечных масс
	NGC 4388 Диаметр примерно три четверти расстояния от Солнца до Меркурия	62 миллиона световых лет от нас в созвездии Девы	8.5 миллионов солнечных масс
	NGC 4395 Немного больше Солнца	На расстоянии 14 миллионов световых лет в созвездии Камыши Венатичи	360,000 солнечных масс
	NGC 4473 Диаметр примерно равен размеру пояса астероидов в нашей солнечной системе.	На расстоянии 50 миллионов световых лет в созвездии Девы	Примерно 100 миллионов солнечных масс
	NGC 4486b Диаметр примерно равен диаметру орбиты Сатурна вокруг Солнца	На расстоянии 55 миллионов световых лет в созвездии Девы	500 миллионов солнечных масс
	NGC 4697 Диаметр больше, чем размер пояса астероидов.	40 миллионов световых лет от нас в созвездии Девы	Примерно 175 миллионов солнечных масс
	NGC 4889 Диаметр примерно в 6-17 раз превышает размер орбиты Нептуна	335 миллионов световых лет от нас в созвездии Береники Кома	От 9,8 до 27 миллиардов солнечных масс
	NGC 541 Неизвестно	216 миллионов световых лет в созвездии Кита	Неизвестные массы Солнца
	NGC 5576 Диаметр примерно равен внешнему краю пояса астероидов	90 миллионов световых лет от нас в созвездии Девы	180 миллионов солнечных масс
	NGC 6240 Диаметр примерно равен диаметру орбиты Урана или Нептуна вокруг Солнца	320 миллионов световых лет в созвездии Змееносца. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Сохранить моё имя, email и адрес сайта в этом браузере для последующих моих комментариев.