We hebben meer dan eens geschreven over het vermogen van zwarte gaten om bijna alle materie in het universum te absorberen. Onlangs heeft de wetenschap echter een heel arsenaal aan andere verschillende kenmerken van deze objecten kunnen ontdekken. Het blijkt dat ze niet alleen bijna met lichtsnelheid kunnen bewegen en tekenen van echte ruimtemaniakken kunnen vertonen, alles op hun pad vernietigen en verslinden, maar ook aanzienlijk flexibeler gedrag vertonen dan we van hen gewend zijn. Vandaag zullen we praten over waartoe deze objecten nog meer in staat zijn.
Draai erg snel
Wetenschappers zijn de eersten die de rotatiesnelheid van een superzwaar zwart gat nauwkeurig meten. Het is verbazingwekkend - 84 procent van de lichtsnelheid.
Het zwarte gat van het sterrenstelsel NGC 1365, op 60 miljoen lichtjaar afstand, verbaasde onderzoekers met zijn kenmerken. De diameter is 3,2 miljoen kilometer en de massa is ongeveer gelijk aan enkele miljoenen zonsmassa's.
Terwijl het roteert, buigt het letterlijk niet alleen de ruimte, maar ook de tijd erachter, waardoor een vlammende draaikolk ontstaat van röntgenstralen, gas en stof dat in zijn darmen valt. Al deze materie valt hoogstwaarschijnlijk vanuit één richting in het zwarte gat, wat het volgens wetenschappers zo'n ongelooflijke rotatiesnelheid geeft.
Promotie video:
Verenig je in groepen
De grootste sterrenstelsels die door astronomen zijn ontdekt, zijn letterlijk bezaaid met superzware zwarte gaten. Ze zijn zo groot dat wetenschappers twijfelen of enkele sterren hun voorlopers waren. Wetenschappers hebben lang vermoed dat superzware zwarte gaten kunnen worden geboren in dichte sterrenhopen die bestaan uit groepen stervende dubbelsterren of groepen compactere zwarte gaten die na verloop van tijd samensmelten tot ware superreuzen.
Interessant is dat de veronderstelling eindelijk echte bevestiging heeft gevonden. Röntgenanalyse van het centrum van de Melkweg toonde aan dat er in het centrum van ons melkwegstelsel een zeer dicht gebied is, waarin zich tot 12 zwarte gaten in een baan om het belangrijkste centrale zwarte gat van de Melkweg kunnen bevinden: Boogschutter A *.
Bovendien toonde de analyse aan dat in totaal tot 20.000 zwarte gaten te vinden zijn in het centrale gebied van ons sterrenstelsel.
Gooi materie ter grootte van Jupiter (soms in onze richting)
Theoretische berekeningen en computermodellering suggereren dat er nabij het centrale zwarte gat van onze melkweg - Boogschutter A * - een zeer zware ster kan zijn, die om de 10 duizend jaar het gat heel dichtbij nadert, waardoor de laatste stellaire materie eruit trekt en zich vormt een lange stroom gloeiende materie. Een deel van deze materie wordt door het gat zelf verslonden, terwijl de andere de ruimte in wordt gegooid. Een deel van deze materie blijft echter op voldoende afstand van het gat en kan versmelten tot een bal ter grootte van een planeet. Maar het meest interessante is zelfs dat niet.
Deze knuppels van materie, in sommige gevallen zo groot als onze Neptunus, en soms zo groot als Jupiter, worden met een snelheid van 3,2 - 32,2 miljoen kilometer per uur de galactische ruimte in geworpen. Volgens de berekeningen van de onderzoekers zullen als gevolg van de getijdenvernietiging van de ster ongeveer 100 miljoen van deze lichamen de ruimte in worden geworpen. En misschien zullen sommigen van hen in onze richting worden geleid.
Verberg het galactische verleden
Het Atacama Large Millimeter-Wave Antenna Array (ALMA) radiotelescoopcomplex stelde wetenschappers in staat om voor het eerst naar de kern van een zwart gat te kijken - een verzameling stof en gas die rond de "mond" van een galactisch monster cirkelde en eruitziet als een donut.
Het object van studie bevindt zich op 47 miljoen lichtjaar afstand in het sterrenbeeld Cetus. Dankzij de verbazingwekkende kracht en gevoeligheid van ALMA hebben wetenschappers zelfs de breedte berekend. Het is ongeveer 20 lichtjaar oud. Door de tori van zwarte gaten te observeren, kunnen onderzoekers meer te weten komen over het verleden van sterrenstelsels. Een asymmetrische torusvorm kan er bijvoorbeeld op wijzen dat een melkwegstelsel zou kunnen samensmelten met een ander sterrenstelsel in een bepaalde periode van zijn geschiedenis in het verleden.
Absorbeer materie met ongelooflijke snelheid
Een miljard lichtjaar verwijderd in de richting van het sterrenbeeld Coma van Berenice is een zeer helder sterrenstelsel PG211 + 143. Het sterrenstelsel dankt zijn helderheid aan het centrale zwarte gat, dat materie uit de ruimte opneemt met een ongelooflijke snelheid van 100.000 kilometer per seconde.
De onderzoekers ontdekten dat de röntgenstraling van dit sterrenstelsel een significante roodverschuiving vertoont, wat verklaard kan worden door de beweging van materie in dit sterrenstelsel rechtstreeks naar het centrale superzware zwarte gat met een enorme snelheid van ongeveer 30 procent van de lichtsnelheid. Dit gas draait nauwelijks rond het zwarte gat, maar beweegt zich rechtstreeks naar het midden in een rechte lijn, ongelooflijk dicht bij het midden van het zwarte gat op een afstand van slechts 20 keer zo groot als een zwart gat.
Dwaal door de ruimte
Astronomen hebben lang aangenomen dat zwarte gaten soms uit hun sterrenstelsels kunnen worden geworpen. En zeer sterk bewijs van deze aanname, zo bleek, bevindt zich op ongeveer 8 miljard lichtjaar van ons verwijderd. Het is de quasar 3C 186, die een massa heeft van een miljard zonne-energie.
Wetenschappers hebben ontdekt dat de quasar er op volle kracht naar streeft om zijn oorspronkelijke cluster van melkwegstelsels te verlaten. Volgens de berekeningen van de onderzoekers wordt de gaswolk van de quasar met een snelheid van 7,6 miljoen kilometer per uur afgevoerd. Met een dergelijke snelheid is het bijvoorbeeld mogelijk om de maan vanaf de aarde in slechts 3 minuten te bereiken.
Astronomen geloven dat de reden voor deze "ontsnapping" zwaartekrachtgolven zijn - het product van de fusie van twee superzware zwarte gaten. Als resultaat van deze fusie creëerden ze een krachtige schokgolf, vergelijkbaar in sterkte met een gelijktijdige explosie van 100 miljoen supernovae, die de quasar letterlijk uit zijn "thuis" -plaats duwde.
Stelen van grotere familieleden
Op dit moment hebben astronomen niet alleen vijf gebeurtenissen van samensmelting van zwarte gaten en de zwaartekrachtgolven die erdoor worden geproduceerd bevestigd, maar ook een ervan geïdentificeerd die opvalt tegen de algemene achtergrond. We hebben het over de fusie van twee zwarte gaten, waarvan de massa volgens voorspellingen 10-15 zonne-energie had moeten zijn. Het bleek zelfs dat de massa van beide zwarte gaten groter is dan 20 zonsmassa's.
Na analyse van de verzamelde gegevens kwamen wetenschappers tot de conclusie dat beide zwarte gaten aankwamen doordat ze "voedsel" stalen van een veel groter zwart gat, dat zich ook in de buurt van het galactische centrum bevindt.
Voordat ze zwarte gaten werden, waren deze dieven twee zware sterren. In de loop van de evolutie van de sterren stortten ze in tot zwarte gaten en begonnen ze zich aangetrokken te voelen tot het galactische centrum, waar al een superzwaar zwart gat was, dat het gas en het stof eromheen absorbeerde. De twee "kruimels" wisten een deel van de materie uit het centrale zwarte gat te stelen en wonnen bijna drie keer de massa van hun oorspronkelijke grootte voordat ze met elkaar versmolten.
Gebruik magnetische velden voor voedsel
Volgens astronomen kan een van de belangrijkste factoren die de massa van een zwart gat bepalen, het magnetische veld zijn. Tijdens het verkennen van het Cygnus A-sterrenstelsel, op 600 miljoen lichtjaar afstand, ontdekten wetenschappers een zeer sterk magnetisch veld in zijn galactische centrum.
Nadere analyse toonde aan dat het zwarte gat Cygnus A erg actief is. Wetenschappers geloven dat het de krachtigste extragalactische bron van radiostraling is in zijn constellatie, die ontstaat als gevolg van absorptie van de omringende materie door een gat. En in dit geval, zeggen de onderzoekers, neemt het magnetische veld een actieve rol in, dat materie naar de torus van het zwarte gat trekt, en vervolgens naar de diepten ervan.
Volgens astronomen ligt het verschil tussen actieve sterrenstelsels zoals Cygnus A en inactieve sterrenstelsels zoals onze Melkweg in de aan- en afwezigheid van een magnetisch veld.
Verberg je in kleine sterrenstelsels
Er zijn slechts 100 miljoen sterren in het Fornax UCD3-sterrenstelsel in het sterrenbeeld Fornax. Dit is een echte kruimel vergeleken met dezelfde Melkweg, waarin vermoedelijk honderden miljarden sterren kunnen staan. De straal van het Fornax UCD3-sterrenstelsel is slechts ongeveer 300 lichtjaar. Ondanks zijn kleine formaat is de "ultracompacte dwerg" UCD3 een van de dichtste sterrenstelsels in het universum.
In het midden bevindt zich een superzwaar zwart gat met 3-5 miljoen zonsmassa's. Het is bijna net zo zwaar als het zwarte gat van Boogschutter A * in het centrum van onze Melkweg, dat ongeveer 150.000 lichtjaar in doorsnede is.
De ontdekking van het UCD3-zwarte gat bleek pas het vierde geval te zijn van de ontdekking van superzware zwarte gaten in ultracompacte sterrenstelsels. Astronomen schatten dat het gat 4 procent van de totale massa van het sterrenstelsel uitmaakt. In de overige gevallen is dit aandeel in de regel slechts 0,3 procent.
Wetenschappers vermoeden dat het sterrenstelsel UCD3 eerder nog groter was, maar de nabije locatie met een groter sterrenstelsel beroofde Fornax UCD3 van een groot aantal van zijn sterren, waardoor het in een dwerg veranderde.
Eet onze zon in twee dagen
Astronomen hebben een opmerkelijk vraatzuchtig zwart gat ontdekt dat ongeveer 12 miljard jaar geleden werd geboren. De ontdekte quasar absorbeert elke twee dagen een massa die overeenkomt met één zonne-energie. Door deze eetlust groeit het zwarte gat zo snel dat de straling duizenden keren helderder is dan die van een heel sterrenstelsel. Dezelfde straling treedt op door de verwarming van materie en gassen die het absorbeert.
Wetenschappers zijn er nog niet achter hoe het zwarte gat uit de "donkere tijden" zo snel zijn massa heeft gewonnen, maar ze zijn zich terdege bewust van het potentieel ervan.
Als dit monster zich in het centrum van onze Melkweg bevond, zou zijn helderheid 10 keer hoger zijn dan de helderheid van de volle maan aan de hemel. Het object zou zo helder zijn dat het het licht van meer sterren aan de hemel zou overschaduwen en ons ook allemaal zou doden met zijn röntgenstralen.
Nikolay Khizhnyak
