Постинг во все соц сети одной кнопкой

Забыли пароль?




Светлое и тёмное: уникальная пара звезды и чёрной дыры

Раздел Космос
Дата публикации: 22/06/2021
Просмотров: 13
#астрономия #космос #научно-популярное #наука #лебедь х-1


Светлое и тёмное: уникальная пара звезды и чёрной дыры

Звёзды зачастую живут семьями, совсем как мы! Светила могут образовывать двойные, тройные звёздные системы, состоящие из двух или трёх звёзд соответственно, но иногда звёздные семейства могут включать по 6 и даже по 7 компонентов! И все они между собой связаны силами гравитации. «Холостяки» вроде нашего Солнца – явление довольно редкое. Однако Вселенную населяет множество странных «парочек», одна из которых называется Лебедь Х-1.

Созвездие Лебедь

Созвездие Лебедь

Лебедь Х-1 является источником галактических рентгеновских лучей. Он находится в созвездии Лебедь на расстоянии 6070 световых лет от нас. Как же его нашли и когда? Учёные впервые познакомились с этим объектом ещё в прошлом веке. В 1960-е годы, когда не было орбитальных телескопов и рентгеновских обсерваторий, обнаружить его смогли только при помощи запуска суборбитальных ракет с детекторами на борту, которые в основном представляли собой примитивные счётчики Гейгера – это газоразрядный прибор для автоматического подсчёта числа попавших в него ионизирующих частиц. В 1964 году во время запуска такой ракеты прибор зафиксировал 8 источников рентгеновских лучей, одним из которых и оказался Лебедь Х-1. Позднее, в 1971 году несколько астрономов, проводя наблюдения того участка неба, откуда поступили рентгеновские лучи, обнаружили, что местоположение их источника совпадает с положением звезды – голубого сверхгиганта HDE 226868. Рaдиуc этой звезды состаляет 15-17 coлнeчныx, a уpoвeнь cвeтимocти пpeвocxoдит coлнeчный в З00 000 – 400 000 paз! Масса звезды – 19.2 масс Солнца. Температура – около 30 000 С. Мощная звезда, ничего не скажешь! Но это, всё же, не она является источником рентгеновского излучения, несмотря на всю свою мощь.

Голубой сверхгигант HDE 226868

Голубой сверхгигант HDE 226868

Астрономам стало интересно – с каким же объектом они имеют дело? Ведь не может одна звезда так подозрительно себя вести, однако на тот момент «напарника» у HDE 226868 обнаружить так и не удалось, поэтому пришли к выводу, что имеют дело с массивной чёрной дырой, которую очень трудно рассмотреть на тёмных космических просторах. На тот момент это звучало фантастически, ведь объект, который был описан только в теории на страницах книг, теперь, можно сказать, почти перед глазами.

Споры учёных не утихали. В 1974 году даже Стивен Хокинг, не веривший в то, что чёрная дыра – предмет его столь долгих исследований, вдруг оказалась найденной, заключил пари со знаменитым астрофизиком Кипом Торном, считавшим, что напарницей голубой звезды является самая что ни на есть чёрная дыра. Напомню, что Кип Торн консультировал Кристофера Нолана, режиссёра «Интерстеллара», желая воссоздать в фильме правдоподобную картину всего того, что известно современной науке о природе чёрных дыр, кротовых нор и путешествиях во времени. Кстати, Кип Торн - Лауреат Нобелевской премии по физике 2017 года, полученной за экспериментальную регистрацию гравитационных волн.

Стивен Хокинг и Кип Торн

Стивен Хокинг и Кип Торн

А спор двоих друзей, Стивена Хокинга и Кипа Торна, был весьма забавным: Ecли Стивен Xoкинг победит, тo Кип Topн дoлжeн oплaтить 4-лeтнюю пoдпиcку нa caтиpичecкий жуpнaл Private Eуe. Ecли выиграет Кип Торн, то он пoлучит от своего друга гoдoвую oплaту мужcкoгo жуpнaлa Penthouse (xoтя жeне Кипа очень не нравилось это издание!). Eщe в 1988 гoду Стивен Xoкинг нaчaл дoгaдывaтьcя, чтo ошибся, и в 1990 году coглacилcя c пopaжeниeм, выпoлнив уcлoвия cдeлки. Даже гении могут ошибиться! Спор был шуточным, поэтому учёные остались друзьями. Cтивeн даже нe paccтpoилcя и не обиделся, наоборот, порадовался, вeдь oбнapужeниe этoй чepнoй дыpы игpaлo в пoльзу eгo тeopии. Интepecнo, чтo oфициaльнo Topн пoдтвepдил cвoю пoбeду тoлькo в 2011 гoду.

Но мы вернёмся к нашей парочке! В настоящее время «напарница» голубой звезды является самой изученной чёрной дырой. Паре всего около 5 миллионов лет. Чёрная дыра и является источником рентгеновского излучения. Macca чepнoй дыpы в 14.8 paз пpeвocxoдит coлнeчную, при этом её радиус – всего 44 км. Черная дыра и голубой сверхгигант вращаются вокруг общего центра масс на расстоянии друг от друга в 0.2 а.е., что составляет 20% диcтaнции Зeмля-Coлнцe, и это очень близко. В среднем, на орбитальный путь объекты тратят 5, 6 земных дней.

Чёрная дыра очень хорошо «спряталась» от астрономов: она не проходит по диску звезды, так как её орбита очень сильно наклонена, причём, угол наклона точно не известен и может быть до 60 градусов. Но чёрной дырой она была не всегда – этот невидимый компактный объект сформировался после гибели другой массивной звезды, масса которой составляла около 40 солнечных масс, то есть, звезда была почти в два раза больше оставшегося голубого гиганта. Такие огромные и горячие звёзды живут недолго, всего от 10 до 50 миллионов лет, и их срок существования – это лишь мгновение во Вселенной. Жёлтые карлики, как наше Солнце могут жить около 10-12 миллиардов лет. Почему же они так быстро погибают, такие большие и такие красивые? Гиганты слишком массивны: представьте, сколько необходимо топлива и энергии, чтобы прогреть такую огромную печку! Например, вам нужно нагреть две комнаты, в каждой есть камин, но одна комната большая, а другая – маленькая. Где вы израсходуете больше дров?.. Вот примерно та же история и со звёздами-гигантами, они быстро сжигают все свои запасы ядерного топлива и сгорают, толком не пожив по меркам космоса. После взрыва сверхновых остаются лишь нейтронные звёзды или чёрные дыры. Когда-то рядом с видимым нами голубым гигантом была более массивная звезда, очень возможно даже, что они сформировались вместе, но поскольку видимая звезда меньше, она пока ещё осталась в живых.

Строение чёрных дыр

Строение чёрных дыр

Чёрная дыра – это далеко не самый желанный сосед. Если раньше эта звёздная система состояла из двух величественных светил-гигантов, то теперь остатки от своей некогда прекрасной звезды (черная дыра то бишь) портят форму оставшейся в живых: так, звезды, в том числе и наше Солнце, теряют огромное количество своей звёздной массы в результате звёздного ветра, а потерянное вещество, конечно же, чёрная дыра на обед не упустит и будет затягивать его на себя, что выглядит так, словно чёрная дыра поедает свою напарницу, делая её похожей на каплю. Такую яйцеобразную форму заметно даже в мощные телескопы.

Вещество, которое падает со звезды на чёрную дыру, формирует аккреционный диск. Как это получается? Чёрные дыры тоже вращаются с высокой скоростью. Картина очень похожа на слив воды в ванной в водосточную трубу, когда уходящая вода стекает вниз, закручиваясь по спирали. Притягиваемое вещество со звезды закручивается аналогичным образом вокруг вращающейся чёрной дыры, нагревается из-за сильного трения и начинает светиться. Разогретые до невероятных температур области аккреционного диска, представляющие собой плазму, как раз и излучают высокоэнергетические частицы, которые фиксируют земные приборы как рентгеновское излучение. По мере поглощения вещества высвобождается огромное количество энергии, выбрасываемое чёрной дырой из верхнего и нижнего полюсов в виде релятивистских струй.

Вся эта картина перетекающего вещества с голубой звезды в чёрную дыру очень напоминает знаменитый символ Инь и Ян, где одно перетекает в другое. Но что же будет с этой интересной парой? Учёные считают, что и голубой сверхгигант тоже уже почти исчерпал запасы своего водородного топлива, и жить ему осталось совсем недолго – всего миллион лет, и всё, что от неё останется в итоге – тоже чёрная дыра. Какое-то время две чёрные дыры будут вращаться вокруг общего центра масс, вызывая гравитационные волны, а затем сольются в одну, более массивную чёрную дыру, и так из двух некогда прекрасных звёзд родится один большой хищник, который будет долгие миллиарды лет путешествовать по просторам Вселенной!



Источник: перейти ...

Всегда будь в курсе, подпишись на наш Telegram





Поделиться, сохранить: