Какие самые тяжелые объекты во вселенной?

Вселенная - это большое место - действительно большое - и оно наполнено удивительно вескими предметами. Самые тяжелые из них - черные дыры и нейтронные звезды. На самом деле они весят так много, что почти невозможно обернуть голову вокруг чисел, которые находятся далеко от шкалы. Вот внимательный взгляд на эти могущественные загадки.

Черные дыры

Когда вещество упаковано в бесконечно плотное пространство, гравитационное притяжение может быть настолько мощным, что ничто не ускользает, включая свет. Это черная дыра. Ученые не могут их видеть, но они могут наблюдать их гигантское воздействие на близлежащие объекты и материю. Их вывод? Черные дыры - одна из самых тяжелых вещей во вселенной.

Есть много видов черных дыр. Наиболее распространенными являются черные дыры звездной массы, которые имеют массу, в три-20 раз превышающую массу нашего Солнца. Это здорово, но настоящие хеттеры - их сверхмассивные коллеги. Эти бегемоты могут быть в миллиарды раз массивнее нашего Солнца.

В перспективе Солнце весит примерно в 333 000 раз больше, чем Земля (которая сама весит примерно 13 миллиардов триллионов тонн). С другой стороны, около 1, 3 миллиона Земли могли бы поместиться внутри Солнца.

Ученые не до конца понимают, как образуются сверхмассивные черные дыры, но считают, что они обитают в центре каждой галактики, в том числе и нашего Млечного Пути. Вот некоторые из самых массовых супермассивов, известных в настоящее время.

1. Черная дыра в галактике NGC 4889. Этот безымянный межгалактический Голиаф является действующим чемпионом в тяжелом весе. Находится в созвездии Кома Беренис, примерно в 300 миллионах световых лет от Земли, его масса в 21 миллиард раз больше, чем у нашего Солнца. Для сравнения, сверхмассивная черная дыра в центре нашей галактики Млечный Путь - Стрелец A * - только в 3–4 миллиона раз массивнее Солнца.

Гигантская эллиптическая галактика NGC 4889, изображенная в центре, скрывает самую тяжелую из известных сверхмассивных черных дыр. (Фото: НАСА и ЕКА / Wikimedia Commons)

2. Черная дыра в квазаре OJ 287. Этот сверхмассивный колосс скрывается на расстоянии около 3, 5 миллиардов световых лет и весит 18 миллиардов солнц. Это часть квазара, очень светящегося звездообразного объекта, состоящего из сверхмассивной черной дыры, окруженной аккреционным диском из спирали вещества и газа. Когда этот материал всасывается в черную дыру, он нагревается, что приводит к ярким струям излучения.

Что делает OJ 287 таким интересным, так это необычные вспышки света, которые происходят примерно каждые 12 лет. Самая последняя из них произошла в декабре 2015 года. Исследователи теперь считают, что сверхмассивная черная дыра квазара на самом деле является частью двойной системы со второй сверхмассивной черной дырой, вращающейся вокруг нее. Каждые 12 лет более крошечный партнер (масса которого, по оценкам, равна 100 миллионам солнц) приближается достаточно близко, чтобы прорваться через аккреционный диск более крупной черной дыры и зажечь вспышку света.

3. Черная дыра в галактике NGC 1277. На расстоянии около 250 миллионов световых лет в созвездии Персея обитает еще один небесный монстр, который, по оценкам, в 17 миллиардов раз массивнее нашего Солнца. Как ни странно, эта сверхмассивная черная дыра составляет около 14 процентов массы ее галактики - гораздо более высокое соотношение, чем в более типичных галактиках. Исследователи полагают, что NGC 1277 может представлять собой новый тип системы черная дыра-галактика.

Несомненно, в конечном итоге будут обнаружены даже более крупные сверхмассивные черные дыры. Одна область, созревшая для исследования, находится в пределах крупнейших и наиболее сияющих скоплений галактик во Вселенной. Ученые уже обнаружили несколько в этих областях с массами, равными 10 миллиардам солнц.

Нейтронные звезды

Звезды, которые значительно массивнее нашего (среднего размера) солнца, заканчивают свою жизнь взрывом сверхновой. В зависимости от того, насколько они велики, происходит одно из двух. Самые крупные из этих звезд взрываются от собственной огромной гравитационной силы и превращаются в черные дыры звездной массы. Меньшие звезды, которые не достаточно массивны, чтобы разрушиться в черные дыры, в конечном итоге сжимаются в смехотворно плотные нейтронные звезды.

Поперечное сечение нейтронной звезды, одного из самых тяжелых объектов во вселенной. (Фото: НАСА / Wikimedia Commons)

Эти ультракомпактные остатки сверхновых имеют диаметр всего от 6 до 12 миль (размером с небольшой город), но имеют массу 1, 5 солнц. Это делает их одним из самых весомых объектов во вселенной. Как отмечает Эндрю Мелатос, профессор Школы физики Мельбурнского университета: «Чайная ложка нейтронной звезды весит около миллиарда тонн». Это эквивалентно весу 3000 Empire State Building.

Вот самые тяжелые из них:

1. PSR J1614-2230. Расположенная на расстоянии 3000 световых лет от этой гигантской нейтронной звезды размером с два солнца упакована в пространство размером с центр Лондона. PSR J1614-2230 - это пульсар, быстро вращающаяся нейтронная звезда, излучающая лучи электромагнитного излучения, которые распространяются по небу, как маяк маяка. Этот вращается около 317 раз в секунду. Считается, что многие нейтронные звезды начинаются как пульсары, но в конце концов замедляются и перестают излучать радиоволны. PSR J164-2230 имеет спутника на орбите, белую карликовую звезду, образовавшуюся после коллапса маломассивной звезды, в 10 раз меньшей массы нашего Солнца.

2. PSR J0348 + 0432. Эта похожая нейтронная звезда, имеющая ширину всего в 12 миль, также является пульсаром с массой двух солнц и спутником белого карлика на орбите.

Ученые недавно изучили столкновение двух нейтронных звезд, расположенных на расстоянии 130 миллионов световых лет от Земли в галактике NGC 4993. Разрушение, получившее название килонова, наблюдалось в августе 2017 года и могло привести к появлению сверхмассивной нейтронной звезды. (возможно, самая большая из когда-либо наблюдаемых) или черная дыра.

Узнайте больше о столкновении в этом видео.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ