Сегодня, 22 марта, младший научный сотрудник Крымской астрофизической обсерватории Сергей Назаров читает в Культурном центре ЗИЛ лекцию «Тайны черных дыр». По такому случаю Slon выбрал несколько интересных видео о том, что такое черные дыры, как они живут и что поглощают.

1. Знаменитые астрофизики Энн Верле, Марио Ливио, Роланд ван дер Марел и Том Болтон рассказывают об объектах, которые способны изменить форму пространства и течение времени.

Черные дыры – это такие места во Вселенной, где материя бесконечно сжата. Они становятся настолько плотными, что никакая форма энергии не способна покинуть их, все оказывается зажатым внутри.

Если вы приблизитесь к черной дыре на определенное расстояние, вы уже не сможете от нее удалиться. Это расстояние – так называемый радиус Шварцшильда, или горизонт событий. Если вы внутри горизонта событий, вы уже не выберетесь. Если черная дыра имеет собственный вращательный момент (спин), происходят еще более удивительные вещи. Первый эффект называется «увлечением инерциональных систем отсчета»: время и пространство рядом с черной дырой затягивается ее вращением. В результате любой объект, находящийся вблизи черной дыры, будет вращаться вокруг нее и только вместе с ней, потому что пространство искривляется так сильно, что двигаться в противоположном направлении невозможно.

Первая черная дыра, которая была обнаружена, – Лебедь Х-1 (Cyg X-1), а первым астрономом, который ее наблюдал, был Том Болтон. Вы не можете наблюдать непосредственно черную дыру, все, что можно сделать, – наблюдать за тем, что ее окружает, искать косвенные признаки.

Вещество, падая в черную дыру, нагревается, и выделяется радиационное излучение. Также можно заметить вращающиеся облака горячего ионизированного газа вблизи черных дыр. Так как черные дыры обладают огромной массой, всякая материя, например, звезды, приближаясь к ним, испытывают сильное притяжение. В результате эти звезды начинают перемещаться очень быстро.

2. Обозреватель Space.com Дэйв Броуди поясняет, как изучают черные дыры.

Скорость вращения черной дыры можно определить по тому, что она съела и как часто хочет пообедать. В центре всех больших галактик находятся сверхмассивные черные дыры. Хотя астрономы называют их «черными», эти объекты могут становиться самыми яркими во Вселенной. Они поедают разреженный газ, звезды и даже другие, более мелкие черные дыры. Любое вещество, падающее в черную дыру, сильно нагревается и начинает ярко излучать в электромагнитном спектре.

Существуют также активные ядра галактик – небольшие, очень яркие части в центре галактик. Такое ядро есть в центре галактики NGC 1365, оно было изучено с помощью телескопа NuSTAR, который помогает определить скорость вращения черной дыры и измерить ее свечение. Изучение природы черных дыр помогает понять, как развиваются галактики вокруг них.

3. Астроном Европейской Южной Обсерватории, доктор Джо Лиске рассказывает о загадочной галактике Мессье 106, расположенной от нас на расстоянии чуть больше 20 миллионов световых лет, – одной из самых ярких близких к Млечному Пути спиральных галактик. Лучшее ее изображение было получено астрономом-любителем Робертом Гендлером по данным наблюдений космического телескопа «Хаббл».

В центре Мессье 106 находится сверхмассивная черная дыра. Так устроено большинство галактик, однако данная черная дыра – особенно активная и голодная, она поглощает материю поразительными темпами.

Громадными аппетитами этой черной дыры и объясняется необычное поведение галактики. Мессье 106, кажется, испускает мощное излучение из центра, чего мы не наблюдаем у Млечного Пути или других подобных спиральных галактик. Это связано с черной дырой, которая находится в центре галактики и с невероятной силой затягивает газ и пыль внутрь. Вещество нагревается, испуская яркое микроволновое и рентгеновское излучение.

Однако это излучение не является самой интригующей особенностью данной галактики. У нее есть и другая, не столь хорошо спрятанная тайна. Наряду с двумя постоянными спиральными рукавами, в которых собраны звезды, есть еще два, состоящих из горячего светящегося газа. И хотя оба этих дополнительных рукава наблюдались десятилетиями, до недавнего времени астрономы не были уверены в том, как они формируются.

Образование этих рукавов также связывают со сверхмассивной черной дырой. Вещество, вращающееся вокруг галактического центра, падает на черную дыру, его излишки выбрасываются в виде джетов. Джеты срывают с места и разогревают близлежащий к ним газ, под воздействием которого более плотный газ, находящийся в плоскости галактики, начинает светиться ярче. Плотный газ рядом с центром галактики притягивается, поэтому рукава там почти прямые. Однако менее плотный газ выносится джетами за пределы плоскости галактики, создавая дугообразные красные рукава. Это весьма необычное явление, так как другие подобные образования, созданные джетами, астрономам пока не знакомы.