Черная Дыра

Ольга
Сообщения: 126
Зарегистрирован: 09 ноя 2017, 20:04

Re: Черная Дыра

Сообщение Ольга » 05 янв 2018, 23:31

Volt писал(а):Да, именно так. Сейчас будут думать над возможными причинами.

А частота вращения вокруг более массивной черной дыры больше, чем вокруг менее массивных? Т.е. зависимость частоты вращения от массы черной дыры имеется?

Аватара пользователя
Volt
Администратор
Сообщения: 3742
Зарегистрирован: 26 июн 2013, 11:09
Откуда: Карелия

Re: Черная Дыра

Сообщение Volt » 07 янв 2018, 14:58

Ольга писал(а):А частота вращения вокруг более массивной черной дыры больше, чем вокруг менее массивных? Т.е. зависимость частоты вращения от массы черной дыры имеется?

Есть формула скорости орбитального движения.

Изображение

где:

- М — гравитационный параметр
- r — расстояние между вращающимся телом и центральным телом
- Э —удельная орбитальная энергия
- a — длина большой полуоси (или вещественной оси)

Может меня поправят, чем выше значение гравитационного параметра тем больше скорость.
Каждый освещает темноту как может

Аватара пользователя
Volt
Администратор
Сообщения: 3742
Зарегистрирован: 26 июн 2013, 11:09
Откуда: Карелия

Re: Черная Дыра

Сообщение Volt » 07 янв 2018, 15:39

Из рубрики "Спросите Итана"

Вопрос: Сколько черных дыр во вселенной?

Вашим первым порывом могло бы стать стремление перейти к прямым наблюдениям — и это отличное начало расследования.

Изображение
Карта с экспозицией в 7 миллионов секунд, полученное в эксперименте Chandra Deep Field South (CDF-S) космической рентгеновской обсерваторией Чандра

Нашим лучшим рентгеновским телескопом до сих пор остаётся рентгеновская обсерватория Чандра. С её местоположения на орбите Земли она может улавливать даже отдельные фотоны, пришедшие от удалённых рентгеновских источников. Снимая изображения достаточно больших участков неба, она смогла определить сотни точечных источников рентгеновского излучения, каждый из которых соответствует удалённой галактике, расположенной за пределами нашей. На основе энергетического спектра полученных фотонов мы можем наблюдать доказательство наличия сверхмассивной чёрной дыры в центре каждой галактики.

Это само по себе удивительно, однако чёрных дыр существует гораздо больше, чем просто по одной ЧД гигантского размера для каждой галактики. Конечно же, каждая из галактик обладает хотя бы одной ЧД по массе превышающей Солнце в миллионы или даже миллиарды раз, но кроме них есть ещё много других.

Изображение
Массы известных двойных систем ЧД, включая три подтверждённых слияния и один кандидат на слияние, полученные от LIGO

LIGO недавно объявил о своём третьей прямой фиксации чёткого сигнала гравитационных волн от сливающихся двойных ЧД, что говорит о распространённости таких систем по Вселенной. Для численной оценки у нас не хватает статистики, погрешности получаются слишком большими. Но если рассмотреть текущий радиус действия LIGO, и то, что он находит в среднем по одному сигналу каждые два месяца, можно с уверенностью заявить, что существует по меньшей мере десятки подобных систем в каждой галактике размером с Млечный путь.

Изображение
Радиус действия Advanced LIGO и его возможности по обнаружению ЧД

Более того, наши рентгеновские данные говорят о существовании большого количества двойных ЧД. Возможно, их гораздо больше, чем те ЧД огромной массы, которые LIGO лучше распознаёт. И это даже не считая данных, указывающих на существование ЧД, не находящихся в бинарных системах с близким расположением друг к другу, которых, скорее всего, большинство. Если в нашей галактике существуют десятки двойных систем ЧД средней массы (10-100 солнечных), то систем малой массы (3-15 солнечных) в ней есть сотни, и, по меньшей мере, тысячи изолированных ЧД (не принадлежащих к двойным системам) массой, сравнимой с солнечной.

phpBB [media]


ЧД чрезвычайно сложно обнаружить. Нам видны наиболее активные, наиболее массивные и наиболее экстремально расположенные. ЧД, падающие друг на друга по спирали и сливающиеся друг с другом — это прекрасно, но ожидаемое количество таких конфигураций довольно мало. Чандра различает только самые массивные и активные, но большинство ЧД не обладают массами, превышающими солнечную в миллионы или миллиарды раз, а большая часть даже из таких гигантских ЧД в данный момент не являются активными. Те ЧД, что мы можем видеть, должны составлять крохотную долю того, что есть в космосе на самом деле, независимо от того, насколько эффектные процессы мы наблюдаем.

Изображение
То, что мы воспринимаем, как всплеск гамма-излучения, могло родиться при слиянии нейтронных звёзд, выбрасывающих материю во Вселенную, создающих самые тяжёлые из известных элементов и в конце порождающих ЧД

Но у нас есть способ получить хорошую оценку количества и распределения ЧД: мы знаем, как они формируются. Мы знаем, как сделать их из молодых и массивных звёзд, становящихся сверхновыми, из нейтронных звёзд, прирастающих благодаря аккреции или сливающихся, и из прямых столкновений. И хотя оптические сигналы создания ЧД получаются двусмысленными, мы видели достаточно звёзд, звёздных смертей, катаклизмов и процессов их формирования за всю историю Вселенной, чтобы вычислить именно то количество, которое нам нужно.

Изображение
Остатки сверхновой, возникающие из массивной звезды, оставляют за собой схлопнувшийся объект: либо ЧД, либо нейтронную звезду, причём последняя тоже может в будущем стать ЧД в подходящих условиях

Все эти три способа получения ЧД относятся, если проследить их эволюцию обратно к началу, к крупным участкам звёздного формирования. Чтобы получить:
      1) сверхновую, вам понадобится звезда в 8-10 раз массивнее Солнца. Из звёзд в 20-40 раз массивнее получатся ЧД, из звёзд меньшей массы получатся нейтронные.
      2) слияние нейтронных звёзд или приращение аккрецией до ЧД, вам нужно либо две нейтронных звезды, сближающихся по спирали или случайно сталкивающихся, или же нейтронную звезду, высасывающую массу из звезды-компаньона и переходящую предел в 2,5-3 солнечных массы, необходимый, чтобы стать ЧД.
      3) прямое схлопывание в ЧД, вам нужно собрать в одном месте достаточно материи, чтобы получить звезду в ~25 раз больше Солнца по массе, и подходящие условия для формирования ЧД (без появления сверхновой).

Изображение
Фотографии в видимом и близком к инфракрасному диапазонах, полученные Хабблом, показывают массивную звезду, примерно в 25 раз больше Солнца, исчезнувшую с небосвода без появления сверхновой или других объяснений. Прямое схлопывание — единственное разумное объяснение.

Мы можем измерить звёзды, расположенные недалеко от нас, и оценить, какая доля из появляющихся звёзд получается подходящей массы для того, чтобы впоследствии превратиться в ЧД. В результате мы получим, что лишь порядка 0,1 — 0,2% из всех близких к нам звёзд обладают массой, достаточной хотя бы для превращения в сверхновую, а большинство из них превращаются в нейтронные звёзды. Порядка половины формирующихся систем получаются двойными, а в большинстве из обнаруженных нами таких систем масса звёзд сравнима между собой. Иначе говоря, большая часть из 400 млрд звёзд, сформировавшихся в нашей галактике, никогда не станут ЧД.

Изображение
Современная спектральная классификация звёзд Моргана-Кинана и температурный промежуток каждого из классов (в кельвинах). Большая часть (75%) современных звёзд относятся к классу М, и только 1 из 800 имеет достаточно массы для того, чтобы стать сверхновой

Но это нестрашно, поскольку вообще мало какие звёзды станут ЧД. Что более важно, достаточно большое количество звёзд, скорее всего, уже превратились в ЧД, в далёком прошлом. Где бы ни происходило формирование звёзд, существует распределение масс: там появляется несколько звёзд большой массы, гораздо больше звёзд средней массы, и очень большое количество звёзд малой массы. Их так много, что к классу М (красный карлик), масса которых составляет от 8 до 40% массы Солнца, принадлежит 3 из каждых 4 звёзд, расположенных недалеко от нас. Во многих новых звёздных скоплениях найдётся очень немного звёзд большой массы: тех, что превратятся в сверхновые. Но в прошлом в Галактике существовали регионы формирования звёзд, которые были гораздо больше и обладали гораздо большей массой, чем мы видим в Млечном пути сегодня.

Изображение
Крупнейшие звёздные ясли в местной группе, туманность Тарантул, могут похвастаться крупнейшими из известных человечеству звёзд. Сотни из них когда-нибудь (в следующие несколько миллионов лет) станут чёрными дырами.

На фото выше показан крупнейший регион звёздного формирования в местной группе массой порядка 400 000 солнечных. В этом регионе присутствуют тысячи горячих и очень голубых звёзд, из которых сотни, скорее всего, превратятся в сверхновые. Где-то 10-30% из них станут ЧД, а остальные — нейтронными звёздами. Если учесть, что:
  • в нашей галактике в прошлом было множество таких участков,
  • крупнейшие участки формирования звёзд концентрировались вокруг спиральных рукавов и по направлению к центру галактики,
  • и что сегодня мы наблюдаем пульсары (остатки нейтронных звёзд) и источники гамма-излучения, скорее всего, являющиеся чёрными дырами,

то мы можем построить карту расположения ЧД.

Изображение

Спутник Ферми от НАСА построил карту высоких энергий Вселенной с наивысшим разрешением из всех когда-либо созданных. Карта ЧД галактики, скорее всего, покажет чуть больший разброс объектов и превратится в миллионы отдельных точечных источников

Это карта Ферми полного неба, собравшая все источники гамма-излучения. Она похожа на звёздную карту нашей галактики, за исключением того, что на ней сильнее выделен галактический диск. Кроме того, более старые источники перестают испускать гамма-лучи, поэтому эти источники излучения появились сравнительно недавно.

По сравнению с этой картой, карта ЧД будет:
- Более концентрированной к центру Галактики;
- Чуть более рассеянной в ширину;
- Содержать галактический балдж;
- Состоять из порядка 100 млн объектов, плюс-минус один порядок.
Если совместить карту Ферми (выше) и инфракрасную карту Галактики от COBE (ниже), вы получите количественное распределение ЧД в нашей Галактике.

Изображение
Галактика в инфракрасном свете, фото со спутника COBE. Хотя на ней видны только звёзды, у ЧД будет схожее распределение, хотя и более сжатое к плоскости Галактики и больше стремящееся к балджу

Чёрные дыры — объекты реальные, распространённые, и большая их часть ведёт себя тихо, поэтому сегодня их трудно обнаружить. Вселенная существует уже очень давно, и хотя сегодня нам видно огромное количество звёзд, большая часть из всех существовавших звёзд крупной массы — более 95% из них — уже давно погибли. Куда они делись? Порядка четверти из них стала ЧД, и многие миллионы их так и существуют, затаившись, в нашей Галактике, а в остальных галактиках их процент примерно соответствует нашему.

Изображение
Чёрная дыра в миллиард солнечных масс питает рентгеновский джет в центре галактики М87, но, возможно, в той галактике существует ещё миллиард иных ЧД. Они будут скапливаться преимущественно к центру.

У эллиптических галактик ЧД будут собираться в эллиптический рой и скапливаться поближе к центру, примерно так, как делают звёзды. Многие ЧД будут со временем мигрировать по направлению к гравитационному колодцу в центре галактики благодаря "сегрегации масс" — так, по-видимому, сверхмассивные ЧД и стали сверхмассивными. Но пока прямых доказательств этого сценария у нас нет; если у нас не появится способа напрямую наблюдать тихие ЧД, мы никогда не сможем узнать это наверняка. Но из того, что нам известно, это наилучшая картина из всех, что мы можем нарисовать. Она непротиворечива, убедительна, и на неё указывают все косвенные свидетельства.

Изображение
Поглощение света миллиметрового диапазона, испущенного электронами, шныряющими в мощных магнитных полях, создаваемых сверхмассивными ЧД в галактиках, приводят к появлению тёмного пятна в центре этой галактики. Тень указывает на то, что холодные облака молекулярного газа падают на ЧД

В отсутствии возможности прямых наблюдений это всё, на что может рассчитывать наука, и это приводит нас к интересному выводу: на каждую тысячу видимых нами сегодня звёзд приходится примерно одна ЧД в среднем, расположенная, вероятнее всего, в более плотном участке пространства. Неплохая точность для ответа на вопрос о том, что практически полностью невидимо!
Каждый освещает темноту как может

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 07 янв 2018, 16:17

Сто миллионов чёрных дыр в Галактике... недурно.!.. Думала, их много меньше.
Вот бы нашли способ их "видеть", действительно.
На 1000 звезд одна. Нужно рассчитать, в сфере какого радиуса от нас есть 1000 звезд. Тогда, на примерно таком расстоянии будет хотя бы одна черная дыра. Формула простая, нужно поискать... когда-то рассчитывала количество звезд на разных расстояниях.

Формула орбитальной скорости ... да, похоже так всё. Зависит от гравитационного параметра, что есть произведение гравитационной постоянной на сумму масс.
Но конечно при одном и том же расстоянии от ч.д...

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 07 янв 2018, 16:34

Если тоже нигде не ошиблась, то в радиусе 12,5 парсек должна быть одна черная дыра (0,12 звезды на кубический парсек, считается плотность звездного населения в окрестностях Солнца).
Ну, пусть в радиусе 20 парсек.
Это меньше, чем расстояние до Семи Риши Большой Медведицы, т.е. основных звёзд ковша (порядка 25 парсек).
И мы эту черную дыру пока не знаем (не видим). А ведь речь идет как поняла о черных дырах, сравнимых по массам с солнечной, т.е. остатков от звезд, а не микро...

Аватара пользователя
Volt
Администратор
Сообщения: 3742
Зарегистрирован: 26 июн 2013, 11:09
Откуда: Карелия

Re: Черная Дыра

Сообщение Volt » 07 янв 2018, 17:53

hele писал(а):Если тоже нигде не ошиблась, то в радиусе 12,5 парсек должна быть одна черная дыра (0,12 звезды на кубический парсек, считается плотность звездного населения в окрестностях Солнца).
Ну, пусть в радиусе 20 парсек.
Это меньше, чем расстояние до Семи Риши Большой Медведицы, т.е. основных звёзд ковша (порядка 25 парсек).
И мы эту черную дыру пока не знаем (не видим). А ведь речь идет как поняла о черных дырах, сравнимых по массам с солнечной, т.е. остатков от звезд, а не микро...

По этому поводу были исследования. Вот одна из них за 2013 год на англ. языке
https://arxiv.org/pdf/1301.1341v1.pdf
Предполагается, что в радиусе 250 парсек от Солнца есть около 35 тысяч одиночных ЧД. Одна ЧД на на 1500 кубических парсек пространства. Такой объем пространства равен шару с радиусом примерно в 10 парсек. Тем самым до ближайшей черной дыры от Земли должно быть около 10 парсек.
http://arxiv.org/pdf/astro-ph/0109467v2.pdf
говорится об обнаружение 2 вероятных черных дыр звездных масс среди 321 события микролинзирования.
Большинство таких событий в балдже галактики вызывается красными карликами (самый распространенный тип звезд). В тоже время мы знаем, что в радиусе 10 парсек есть порядка 300 звезд, большинство из которых красные карлики. Значит до ближайшей черной дыры будет примерно 10 парсек.
(Нашел в ЖЖ za-neptunie)
Каждый освещает темноту как может

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 07 янв 2018, 18:21

Как здорово, что почти совпадает с моим результатом, рассчитанным на основе статьи Итана... 12,5 парсек.

Если в радиусе 10 парсек должна быть хотя бы одна черная дыра, то мы попадаем уже почти в область нашей местной семеричности звезд с планетами. В ней, до самой дальней от нас звезды YZ Кита, около 4 парсек. Порядок тот же. Тем более 10 парсек означает скорее всего не то, что ч.д. должна быть именно на таком расстоянии, а как и сказала: в этом радиусе она д.б., статистически. Поэтому может оказаться и где-то близко , ближе.

Не так далеко уже, от нас, должна быть чёрная дыра... :-)
Пока не осознала, что это означает... в области сознания и чувствительности к астрологическим влияниям. Но что-то серьезное должно быть. Она вбирает в себя всё, энергию... и уже не так далеко. Конечно, понимаю, что это уже давно так, просто мы не знали, но когда знаешь и осознаешь, то это уже иначе. Можно попробовать ее посканировать в космосе ближайшем (в радиусе 10 парсек). :-)

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 22 янв 2018, 09:03

"В центре шаровика NGC 3201 (созв. Парусов) найдена ЧД обычной звездной массы. Она является невидимым компаньоном обычной звезды скопления - компаньоном с массой 4 Мс. Альтернативы ЧД, как говорят в таких случаях не остается. "
Расстояние 5000 парсек.

В центре шаровых скоплений могут быть ч.д. промежуточных масс, между звёздными и центральногалактическими. Но здесь, пока обнаружили дыру звёздной массы.

Аватара пользователя
Volt
Администратор
Сообщения: 3742
Зарегистрирован: 26 июн 2013, 11:09
Откуда: Карелия

Re: Черная Дыра

Сообщение Volt » 22 янв 2018, 09:14

Какая масса у черной дыры?
Каждый освещает темноту как может

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 22 янв 2018, 09:27

Цитату привела с астрон. форума, от января с.г.
Это следует из величины самой массы. Объект, одиночный, невидимый на таком расстоянии, с массой свыше 2,16 масс Солнца может быть только ч.д. Предел Оппенгеймера Волкова. Об этом говорили в Зв. астрономии, и как раз 17 января., Когда члвк привел это открытие на астрономич.
Говорится, что компаньон звёзды в центре шарового скопления имеет массу 4 м.С. Значит, ч.д.

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 22 янв 2018, 14:02

Говорят, что это вообще открыта первая неактивная черная дыра. Т.е. на которую нет аккреции вещества и поэтому от нее ничего не исходит или что?..

Помимо этого, само шаровое звездное скопление обладает необычными свойствами.
"Сверкающая группа звезд обладает некоторыми необычными свойствами, которые делают ее уникальной среди более чем 150 шаровых скоплений, принадлежащих Млечному Пути. NGC 3201 имеет чрезвычайно высокую скорость относительно Солнца, и его орбита является ретроградной, то есть оно быстро движется в противоположном направлении по отношению к вращению галактики. Необычное поведение скопления предполагает, что оно может иметь внегалактическое происхождение с последующим захватом гравитацией Млечного Пути. Однако химический состав интригующего кластера говорит о другой истории: звезды в NGC 3201 химически очень похожи на светила других шаровых скоплений Галактики, а это значит, что оно сформировалось там же, где его соседи."

В нем сотни тысяч звезд.

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 15 мар 2018, 10:46

Испарение чёрных дыр...

"Излуче́ние Хо́кинга — гипотетический процесс излучения чёрной дырой разнообразных элементарных частиц, преимущественно фотонов; назван в честь Стивена Хокинга.

В случае чёрной дыры ситуация выглядит следующим образом. В квантовой теории поля физический вакуум наполнен постоянно рождающимися и исчезающими флуктуациями различных полей (можно сказать и «виртуальными частицами»). В поле внешних сил динамика этих флуктуаций меняется, и если силы достаточно велики, прямо из вакуума могут рождаться пары частица-античастица. Такие процессы происходят и вблизи (но всё же снаружи) горизонта событий чёрной дыры. При этом возможно, что одна из частиц (не важно какая) падает внутрь чёрной дыры, а другая улетает и доступна для наблюдения. "

Да, светлая память Стивену... и за книги по популяризации науки.

"Однако такой подход к чёрной дыре оказывается внутренне противоречивым и приводит к проблеме исчезновения информации в чёрной дыре. Причиной этого является отсутствие успешной теории квантовой гравитации. Существование излучения Хокинга предсказывается не всеми квантовыми теориями гравитации[4] и оспаривается рядом исследователей.

Точку в споре о существовании эффекта должны были бы поставить наблюдения, однако температуры известных астрономам чёрных дыр слишком малы, чтобы излучение от них можно было бы зафиксировать — массы дыр слишком велики. Поэтому до сих пор гипотеза не подтверждена наблюдениями. "

(цитаты из Википедии)

Аватара пользователя
Volt
Администратор
Сообщения: 3742
Зарегистрирован: 26 июн 2013, 11:09
Откуда: Карелия

Re: Черная Дыра

Сообщение Volt » 09 апр 2018, 21:03

Изображение
Изображение центра Галактики, полученное обсерваторией «Чандра» с указанием термальных и нетермальных источников рентгеновского излучения в диапазоне мощности от 2 кэВ до 8 кэВ

Вокруг сверхмассивной чёрной дыры в центре Млечного Пути — около 10 000 маленьких чёрных дыр. Оказывается черные дыры имеют свойство смещаться к центру галактики.
Каждый освещает темноту как может

Аватара пользователя
ivens
Сообщения: 263
Зарегистрирован: 01 июл 2016, 08:15

Re: Черная Дыра

Сообщение ivens » 10 апр 2018, 13:06

Держала в руках в Республике книгу Стивена Хокинга "Чёрные дыры..."
Он там пишет, что из-за принципа неопределенности частицы кратковременно могут приобретать скорость выше скорости света, и поэтому покидать ч.д., у ее границы. Т.е. дыра испаряется. Но то вещество, которое в нее ушло, оно появляется в новой вселенной, которая таким образом образуется.

"Термальные и нетермальные источники рентгеновского излучения", это обязательно указание на черную дыру или может быть что-то другое?
Термальные активные, нетермальные неактивные?..

Аватара пользователя
hele
Администратор
Сообщения: 9036
Зарегистрирован: 27 июн 2013, 10:53

Re: Черная Дыра

Сообщение hele » 01 сен 2018, 21:02

phpBB [media]


Это те дыры, которые образовались на первой секунде существования Вселенной. И сейчас мы могли бы их найти и наблюдать... учёные ищут их, используя разные способы. Но пока они не найдены.


Вернуться в «Астрономия»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: CCBot и 0 гостей