Что будет если черные дыры столкнутся
Ученые впервые увидели столкновение двух черных дыр. Рассказываем, чем интересно это событие
Ученым удалось увидеть столкновение двух черных дыр. Подобное событие они наблюдали впервые в истории астрономии. Его вероятным последствием стала ярчайшая световая вспышка. Обычно со стороны черных дыр не наблюдаются вспышки света, так как они не излучают свет. Но когда в прошлом году ученые обнаружили одно столкновение между черными дырами, они заметили также таинственную вспышку со стороны этого события. Мы узнали, что именно произошло во время слияния двух черных дыр, чем интересно это событие и может ли необычная вспышка повториться снова.
Читайте «Хайтек» в
21 мая 2019 года гравитационно-волновые детекторы на Земле зарегистрировали сигнал, исходящий со стороны пары сталкивающихся массивных объектов. Это событие произошло на расстоянии 2,4 млрд световых лет от Солнечной системы. Позднее обсерватория под названием Zwicky Transient Facility (ZTF) зафиксировала вспышку света. Когда ученые сравнили эти два сигнала, выяснилось, что сигналы они с одного направления, а это могло указывать на редкий случай столкновения черных дыр, доступного для наблюдений в оптическом диапазоне. Масса объектов различалась примерно в четыре раза. Один из них был тяжелее Солнца примерно в 8 раз, а другой — примерно в 30.
The ratio of the #GW190412 #blackholes masses is «roughly equal to the ratio of filling in a regular Oreo to in a Mega Stuf Oreo,» notes @LIGO & @NorthwesternU’s @cplberry «Investigations of connections between Oreos and black hole formation are ongoing.» https://t.co/HvSVOUMeLv pic.twitter.com/raRKbpQXP7
Обычно это событие сопровождается гравитационными волнами. Однако это, возможно, был один из тех редких случаев, когда столкновение привело к выбросу света. Команда, использующая данные лазерного интерферометра, гравитационно-волновой обсерватории LIGO и европейского детектора Virgo подтвердила, что это была «вспышка света», которая, скорее всего, произошла из-за слияния черных дыр.
Что происходит при столкновении обычно?
Многие галактики имеют супермассивные черные дыры в своем центре, их гигантский газовый диск может притягивать и объединять малые черные дыры. В прошлом астрономы могли только по косвенным признакам понять, что произошло столкновение подобных массивных объектов, в том числе по замеченным приборами гравитационным волнам или газовой реакции.
Если черные дыры не излучают свет, то почему это произошло сейчас?
Согласно основной рабочей гипотезе, выдвинутой Штерном и его коллегами, в 2019 году произошло столкновение внутри аккреционного диска, окружающего сверхмассивную черную дыру, лежащую в центре квазара — далекой галактики с очень ярким активным ядром. Как только черные дыры поменьше сталкиваются, крупная черная дыра получает импульс, толкающий ее в случайном направлении, в результате чего она встречается с газом в диске и создает вспышку света.
Однако ученые пока не могут доказать, что именно слияние привело к вспышке. Астроном Мэтью Грэм, который участвовал в исследователи, предупредил, что они пока не могут «полностью исключить некоторые другие версии». Но если они смогут, то это подтвердит существующие теории и добавит данные о черных дырах и их поведении.
Удар и дальнейшее слияние двух черных дыр привели к образованию нового небесного тела. Его масса выше солнечной приблизительно в 100 раз.
Такое событие повторится еще когда-либо?
Астрономы считают, что вспышка повторится через несколько лет. Это произойдет, поскольку новый объект на обратном пути снова прорежет раскаленный газ в окрестностях сверхмассивной черной дыры.
Сейчас ученые продолжают анализировать произошедшее событие.
Необычное столкновение трех сверхмассивных черных дыр и его последствия
Одни из самых таинственных объектов во Вселенной — черные дыры, скрывают в себе невероятное количество тайн. Ученые всего мира ломают голову над такими вопросами, как и почему сверхмассивные черные дыры существуют в центре галактик, что находится за горизонтом событий, а также могут ли черные дыры быть порталом в другие Вселенные. Однако сегодня ученым известно об этих космических объектах больше, чем когда-либо в истории. Недавно мы писали о том, что NASA представили миру визуализацию черной дыры. Сегодня мы расскажем вам о новом исследовании астрономов. Ученые обнаружили нечто удивительное — сразу три черных дыры могут столкнуться друг с другом.
Так выглядит траектория столкновения трех галактик
Почему это открытие — аномалия?
На просторах бесконечной, расширяющейся Вселенной всем заведует сила гравитации. Бесчисленное количество самых разных небесных объектов сталкиваются между собой, будь то галактики, звезды или планеты. Недавно ученые обнаружили три сверхмассивные черные дыры, которые находятся в центрах трех галактик. Необычным это явление делает то, что сразу три галактики, которые находятся в миллиарде световых лет от нашей планеты, сталкиваются друг с другом. Однако есть еще одна странность — оказалось, что эти сверхмассивные объекты светятся в рентгеновских лучах.
Больше новостей из мира науки читайте на нашем канале в Яндекс.Дзен.
В 2017 году ученые объявили миру об обнаружении гравитационных волн, предсказанных теорией относительности Альберта Эйнштейна. Гравитационные волны достигли нашей планеты, возникнув в результате столкновения двух сверхмассивных черных дыр. Таким образом, исследователи впервые получили данные о слиянии этих космических монстров. Однако, по словам ученых, LIGO или обсерватория VIRGO не смогут обнаружить гравитационные волны, которые возникнут в результате столкновения трех галактик, из-за их низкой частотности. Но обо всем по порядку.
Как ученые обнаружили аномалию?
Все началось с обнаружения слияния галактик в оптическом свете телескопом Sloan Digital Sky Survey (SDSS) в Нью-Мексико. Затем исследователи изучили данные, собранные космическим аппаратом NASA Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE). Ученые утверждают, что WISE обнаружил инфракрасное излучение во время слияния галактик. Дальнейшие наблюдения в рентгеновском и оптическом свете подтвердили предположения астрономов о том, что в центре каждой из трех галактик находится черная дыра.
Как вы думаете, что происходит внутри горизонта событий черной дыры? Порассуждать на эту тему можно в нашем уютном Telegram-чате.
Впоследствии рентгеновская обсерватория NASA Чандра обнаружила источники рентгеновского излучения вблизи каждого из центров сливающихся галактик. Это говорит о том, что рядом с центром галактик расходуется много газа и пыли, а это признак наличия черной дыры. По словам специалистов, каждый телескоп предоставил уникальны данные, благодаря которым специалисты подтвердили, что перед ними находится по-настоящему необычное открытие — сразу три черные дыры находятся в центре сталкивающихся галактик.
Снимок трех сталкивающихся галактик в миллиарде световых лет от Земли
По мнению исследователей, обнаруженное столкновение подобных массивных объектов отличается от столкновения двух черных дыр. Дело в том, что каждая из трех черных дыр — это ядро галактики, которое активно поглощает материал. Именно по причине того, что в процессе поглощения материал излучает яркий свет, ученые смогли обнаружить эту необычную систему. Специалисты отмечают, что подобные объекты обнаружить довольно сложно так как они окружены большим количеством пыли и газа, а это сильно затрудняет поиски.
Черные дыры помогают галактикам эволюционировать
Не секрет, что у всех космических объектов существует свой жизненный цикл. Так, астрономы утверждают, что аномальная система, обнаруженная в ходе последнего исследования, свидетельствует об эволюции галактик. Ключ к пониманию подобных процессов — это черная дыра. Компьютерное моделирование показало, что порядка 16% галактик, которые сталкиваются друг с другом и в центре которых вращаются сверхмассивные черные дыры, будут взаимодействовать с третьей сверхмассивной черной дырой. По мнению исследователей, третья черная дыра способствует более быстрому процессу слияния галактик.
Так выглядит столкновение двух сверхмассивных черных дыр
Также данное исследование может пролить свет на «тайну последнего парсека» — она повествует о том, что в процессе слияния двух галактик, черные дыры в их центрах не сталкиваются друг с другом, а облетают преграду, таким образом формируя сдвоенную систему на расстоянии в несколько парсеков. Таким образом, третья черная дыра может их наконец объединить.
Новости, статьи и анонсы публикаций
Свободное общение и обсуждение материалов
Наверное все мы хотели бы покинуть планету прямо сейчас, однако сделать это смогут только двое: американские астронавты Херли и Бенкен. Оба астронавта – вете…
Ученые показали крупнейшую карту того, как невидимая темная материя, которая, как считается, составляет 80% всей материи во Вселенной, заполняет ее. Новая карта представляет собой всю материю, обнаруженную в ходе наблюдения за галактиками 🔭
«В начале 2013 года в сфере астрономии прогремело потрясающее открытие: половина карликовых галактик, окружающих галактику Андромеда, вращаются в огромной пл…
Что будет, если столкнутся две черные дыры?
Конечно, у нас пока нет средств для захвата или контроля черных дыр. Итак, представьте, что вы наблюдаете в один из гигантских телескопов здесь на Земле. И вдруг вы замечаете что-то странное… Одна черная дыра мчится навстречу другой, и, похоже, что эти они собираются столкнуться.
Изображения четырех сталкивающихся галактик с крупным планом их сливающихся ядер. Это снимок NGC 6240 от космического телескопа Хаббл. Слева показана каждая пара в слиянии от системы Pan-STARRS. Справа отображены яркие ядра от обсерватории Кек на Гавайях (использовали адаптивную оптику для повышения четкости). Ядра на каждом из инфракрасных снимков отдалены на 3000 световых лет.
Черные дыры бывают разных форм и размеров. И, конечно, величина столкновения будет зависеть от того, какие именно черные дыры сталкиваются вместе.
Черные дыры звездной массы являются наиболее распространенным типом. Они могут весить до 20 солнечных масс, но могут вписаться в шар намного меньшего диаметра, чем наше Солнце.
Теперь давайте вернемся к вам. Во-первых, вы увидите, как две черные дыры становятся немного ближе, пока они не начали вращаться вокруг друг друга.
Когда они кружатся вокруг, они начинают втягивать вещество и газ в водоворот между ними. Успокойтесь, потому что их центры сливаются не сразу. Но когда черные дыры сливаются в одну, они превращаются в одну большую черную дыру.
Надеюсь, вы не разочарованы тем, что этот процесс происходит без взрыва. Но подождите, я кое-что еще не упомянул. Избыточная энергия от столкновения будет выбрасываться обратно во Вселенную в виде гравитационных волн.
Как я упоминал ранее, сталкивающиеся черные дыры могут изменить форму пространства – времени. Они делают это, посылая в пространство гравитационные волны.
Размер крупнейшей из известных черных дыр
Альберт Эйнштейн предсказал гравитационные волны более ста лет назад. Но ученые не наблюдали их до 2015 года, когда передовая гравитационно-волновая обсерватория LIGO, наконец, не обнаружила гравитационные волны после 8 лет работы.
Самое классное в этих волнах то, что они влияют на расстояние между Солнцем и Землей. Но они меняют его только по диаметру атома водорода. Вам нужно много сталкивающихся черных дыр, чтобы увидеть разницу.
Но как насчет сверхмассивных черных дыр? Будет ли их столкновение более взрывоопасным? Эти черные дыры имеют массу, по меньшей мере, в сотни тысяч раз превышающую массу нашего Солнца. И дело в том, что они могут вообще не сталкиваться.
Два сверхмассивных гиганта приближаются друг к другу, пока не достигают баланса, и не замирают на своих орбитах. Но добавьте еще одну сверхмассивную черную дыру в это уравнение, и она может нарушать гравитационный баланс и заставить их столкнуться. Но не в огромном космическом взрыве, а в тихом слиянии, посылающем мощные гравитационные волны по всей Вселенной.
Несмотря на то, что черные дыры являются непреодолимой, ненасытной силой, из которой ничто не может вырваться, нам нечего бояться их столкновения. Правда, если это столкновение не произошло где-то в окрестностях нашей Солнечной системы… Тогда сливающиеся черные дыры разорвут все планеты в их окрестностях на части, включая Землю.
Что произойдет, если столкнутся две черных дыры
Черные дыры представляют собою ультраплотные и ультракомпактные объекты с мощной гравитацией, которая притягивает все, что переходит черту горизонта событий. Частыми жертвами становятся звезды, газ и пыль. Но что произойдет, если черные дыры решат пообедать друг другом?
Еще в 2012 году исследователи решили найти ответ на этот вопрос с помощью компьютерной модели. Если ответить коротко, то мы получим новую огромную сверхмассивную черную дыру. Стоит все же отметить, что здесь происходит не процесс поглощения, а слияния.
Когда две сверхмассивных черных дыры приближаются, их окружающие диски вращающихся газа и пыли сливаются, формируя высокий вихрь, возвышающийся над центральной точкой аккреционного диска.
Модели показывают, что этот возвышающийся вихрь – это необходимый тип структуры для движения струй частиц. Процесс слияния должен был привести к формированию гравитационных волн (искажения в пространстве и времени), которые в теории можно было зафиксировать с Земли.
Впервые о гравитационных волнах заговорил Альберт Эйнштейн в 1916 году. Долгое время они продолжали существовать в теории, как и процесс слияния черных дыр. Но в 2015 году наконец-то произошел научный прорыв.
Последние зафиксированные события слияния черных дыр
Обсерватория LIGO зафиксировала необычное событие 14 сентября 2015 года. Оказалось, что это были гравитационные волны, сформированные при столкновении черных дыр, отдаленных от нас на 1.3 млрд. световых лет. Это событие назвали GW150914. По массе конкретные черные дыры превышали солнечную в 36 и 29 раз. Но в самом процессе около трех солнечных масс ушли на событие излучения.
Выходит, когда черная дыра поглощает звезду, планету, газ или пыль, то эти объекты разрушаются и «исчезают» из нашей видимости. Но при встрече с другой черной дырой, эти объекты сливаются, формируя еще большую сверхмассивную черную дыру.
Событие в 2015 году стало невероятно важным для научного мира. Оно позволило подтвердить существование черных дыр, двойных черных дыр и возможность их слияния, а также впервые зафиксировать гравитационные волны.
Что случится при столкновении черных дыр: космическая катастрофа
Благодаря изучению гравитационных волн мы теперь намного лучше понимаем, что происходит во время колоссального по своим масштабам события – столкновения черных дыр. Когда две сверхмассивные дыры подходят слишком близко друг к другу, то генерируют в пространстве-времени рябь достаточно сильную, чтобы современные приборы смогли их засечь прямо перед столкновением. Но что происходит потом?
Новое исследование может дать нам ответ на этот вопрос. Астрономы обнаружили две сверхмассивные черные дыры, которые вот-вот столкнутся в далекой галактике, которая отстоит от Млечного Пути на 2,5 миллиарда световых лет. Впрочем, фраза «вот-вот столкнутся» уместна лишь в масштабах Вселенной, поскольку этим колоссальным областям потребуется еще примерно 2,5 миллиарда лет (земных, не световых), чтобы наконец встретиться – так что вряд ли мы с вами застанем это восхитительное зрелище. Однако даже сейчас ученые с огромным интересом наблюдают за сближением черных дыр, получая уникальные данные об их природе.
Почему это так важно? Вероятнее всего, с помощью наблюдения за ними мы сможем различить так называемый «фон» гравитационных волн – гипотетический гул низкочастотных волн от сверхмассивных источников. Сейчас доказательств его существования еще нет, поскольку он находится за пределами диапазона современных приборов. «Это сродни хору сверчков по ночам. Вы не можете выделить какого-то конкретного сверчка в общем гуля, однако общий уровень шума поможет вам оценить хотя бы примерное количество сверчков – особенно если вы будете знать, как громко в среднем может стрекотать каждый отдельный сверчок», поясняет астрофизик Энди Гулдинг из Принстонского университета.
Кроме того, исследователей волнует множество других вопросов. Как будет выглядеть ядро галактики после колоссального столкновения? Сольются ли черные дыры в одного кошмарного гиганта, масса которого будет в 800 000 000 000 раз превышать массу Солнца? А может, обе черные дыры навеки застынут на орбите друг друга? Если во мраке космоса удастся обнаружить и другие парные черные дыры, которые уже сколлапсировали, то ответы на эти загадки мы можем получить уже в самое ближайшее время.