Gaură neagră supermasivă

Aceasta este prima imagine directă a unei găuri negre supermasive (10.04.2019), situată în miezul galactic al Messier 87.^[1]^[2] Prezintă un inel de acreție încălzit care orbitează obiectul la o separare medie de 350 AU, sau de zece ori mai mare decât orbita planetei Neptun în jurul Soarelui. Centrul întunecat este orizontul evenimentului și umbra sa.

O gaură neagră supermasivă este cel mai mare tip de gaură neagră, care conține o masă de ordinul a sute de mii până la miliarde de ori masa Soarelui (M_☉). Găurile negre sunt o clasă de obiect astronomice care au suferit colaps gravitațional, lăsând în urmă regiuni sferoidale de spațiu din care nimic nu poate scăpa, nici măcar lumina. Dovezile observaționale indică faptul că aproape toate galaxiile mari conțin o gaură neagră supermasivă, situată în centrul galaxiei.^[3]^[4] În cazul Căii Lactee, gaura neagră supermasivă corespunde cu localizarea lui Săgetător A* în centrul galactic.^[5]^[6] Acreția gazului interstelar pe o gaură neagră supermasivă este procesul responsabil pentru alimentarea quasarilor și altor tipuri de nuclee galactice active.

Descriere

Găurile negre supermasive au proprietăți care le deosebesc de clasificările de masă inferioară. În primul rând, densitatea medie a unei găuri negre supermasive (definită ca masa găurii negre împărțită la volum în raza Schwarzschild) poate fi mai mică decât densitatea apei în cazul unor găuri negre supermasive.^[7] Acest lucru se datorează faptului că raza Schwarzschild este direct proporțională cu masa sa. Întrucât volumul unui obiect sferic (cum ar fi orizontul de eveniment al unei găuri negre care nu se rotește) este direct proporțional cu cubul razei, densitatea unei găuri negre este invers proporțională cu pătratul masei și deci găurile negre cu masă mai mare au o densitate medie mai mică.^[8] În plus, forțele mareice aflate în imediata apropiere a orizontului evenimentului sunt semnificativ mai slabe pentru găurile negre supermasive. Forța mareică asupra unui corp la orizontul evenimentului este de asemenea invers proporțională cu pătratul masei:^[9] o persoană de pe suprafața Pământului și una la orizontul evenimentului a unei găuri negre de 10 milioane M_☉ experimentează aproximativ aceeași forță mareică între cap și picioare. Spre deosebire de găurile negre cu masa stelară, nu s-ar putea observa o forță mareică semnificativă decât foarte adânc în gaura neagră.^[10]

Unii astronomi au început să eticheteze găuri negre de cel puțin 10 miliarde M_☉ drept găuri negre ultramasive.^[11]^[12] Cele mai multe dintre acestea (cum ar fi TON 618) sunt asociate cu quasari cu mare încărcătură energetică.

Formarea

Există mai multe teorii pentru formarea găurilor negre de această mărime. Cea mai probabilă este acumularea înceată de materie a unei găuri negre de mărime normală.

Altă teorie implică un nor gigantic de gaz care suferă un colaps și se transformă într-o stea relativistă de mărimea a câtorva sute de mii de sori. Mai târziu steaua ar deveni instabilă din cauza perturbațiilor produse de perechile electron-pozitron din nucleul ei, nucleu care apoi s-ar transforma direct într-o gaură neagră, fără a mai exploda, astfel ca să se conserve masa.

În prezent se pare că există un decalaj în distribuția de masă observată la găurile negre. Masa minimă a unei găuri negre supermasive este de mărimea a 33 de mase solare.

Prima fotografie a unei găuri negre

La data de 10 aprilie 2019 EHT („Event Horizon Telescope“) a prezentat public prima fotografie a unei găuri negre. Gaura neagră se află în interiorul galaxiei superactive Messier 87 (M87), la 55 milioane de ani-lumină de pămȃnt. Pentru realizarea acestei performanțe deosebite 8 telescoape, răspȃndite pe tot globul, au fost cuplate și sincronizate, realizȃndu-se practic un telescop gigantic cu o lentilă de dimensiunea pămȃntului. Observațiile s-au desfășurat pe parcursul anilor 2017, 2018 și 2019, fotografiile fiind asamblate în final cu ajutorul unor aparate speciale într-o imagine unică. Coordonarea celor 8 telescoape s-a făcut sub egida EHT („Event Horizon Telescope“).

Note

^ Overbye, Dennis (10 aprilie 2019). „Black Hole Picture Revealed for the First Time - Astronomers at last have captured an image of the darkest entities in the cosmos - Comments”. The New York Times. Accesat în 10 aprilie 2019.
^ The Event Horizon Telescope Collaboration (10 aprilie 2019). „First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole”. The Astrophysical Journal Letters. 87 (1): L1. doi:10.3847/2041-8213/ab0ec7.
^ Kormendy, John; Richstone, Douglas (1995), „Inward Bound—The Search For Supermassive Black Holes In Galactic Nuclei”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 33: 581, Bibcode:1995ARA&A..33..581K, doi:10.1146/annurev.aa.33.090195.003053
^ Kormendy, John; Ho, Luis (2013). „Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 51 (1): 511–653. arXiv:1304.7762 . Bibcode:2013ARA&A..51..511K. doi:10.1146/annurev-astro-082708-101811.
^ Ghez, A.; Klein, B.; Morris, M.; Becklin, E (1998). „High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a Supermassive Black Hole at the Center of Our Galaxy”. The Astrophysical Journal. 509 (2): 678–686. arXiv:astro-ph/9807210 . Bibcode:1998ApJ...509..678G. doi:10.1086/306528.
^ Schödel, R.; et al. (2002). „A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way”. Nature. 419 (6908): 694–696. arXiv:astro-ph/0210426 . Bibcode:2002Natur.419..694S. doi:10.1038/nature01121. PMID 12384690.
^ Celotti, A.; Miller, J.C.; Sciama, D.W. (1999). „Astrophysical evidence for the existence of black holes”. Class. Quantum Grav. (Submitted manuscript). 16 (12A): A3–A21. arXiv:astro-ph/9912186 . doi:10.1088/0264-9381/16/12A/301.
^ Ehsan, Baaquie Belal; Hans, Willeboordse Frederick (2015), Exploring The Invisible Universe: From Black Holes To Superstrings, World Scientific, p. 200, Bibcode:2015eiub.book.....B, ISBN 978-9814618694
^ Kutner, Marc L. (2003), Astronomy: A Physical Perspective, Cambridge University Press, p. 149, ISBN 978-0521529273
^ „Problem 138: The Intense Gravity of a Black Hole”, Space Math @ NASA: Mathematics Problems about Black Holes, NASA, accesat în 4 decembrie 2018
^ Irving, Michael (21 februarie 2018). „"Ultramassive" black holes may be the biggest ever found – and they're growing fast”. News Atlas. GIZMAG PTY LTD.
^ „From Super to Ultra: Just How Big Can Black Holes Get? | NASA”. Arhivat din original la 17 iunie 2019. Accesat în 29 februarie 2020.

Vezi și

Gaură neagră

Legături externe

Black Holes: Gravity's Relentless Pull Arhivat în 17 mai 2008, la Wayback Machine. Award-winning interactive multimedia Web site about the physics and astronomy of black holes from the Space Telescope Science Institute
Images of supermassive black holes
NASA images of supermassive black holes
ESO video clip of stars orbiting a galactic black hole
Star Orbiting Massive Milky Way Centre Approaches to within 17 Light-Hours ESO, October 21, 2002
Images, Animations, and New Results from the UCLA Galactic Center Group
Washington Post article on Supermassive black holes
Video (2:46) – Simulation of stars orbiting Milky Way's central massive black hole
Video (2:13) – Simulation reveals supermassive black holes (NASA, October 2, 2018)

[NYT-20190410-1] Overbye, Dennis (10 aprilie 2019). „Black Hole Picture Revealed for the First Time - Astronomers at last have captured an image of the darkest entities in the cosmos - Comments”. The New York Times. Accesat în 10 aprilie 2019.

[APJL-20190410-2] The Event Horizon Telescope Collaboration (10 aprilie 2019). „First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The Shadow of the Supermassive Black Hole”. The Astrophysical Journal Letters. 87 (1): L1. doi:10.3847/2041-8213/ab0ec7.

[Kormendy1995-3] Kormendy, John; Richstone, Douglas (1995), „Inward Bound—The Search For Supermassive Black Holes In Galactic Nuclei”, Annual Review of Astronomy and Astrophysics, 33: 581, Bibcode:1995ARA&A..33..581K, doi:10.1146/annurev.aa.33.090195.003053

[4] Kormendy, John; Ho, Luis (2013). „Coevolution (Or Not) of Supermassive Black Holes and Host Galaxies”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 51 (1): 511–653. arXiv:1304.7762 . Bibcode:2013ARA&A..51..511K. doi:10.1146/annurev-astro-082708-101811.

[5] Ghez, A.; Klein, B.; Morris, M.; Becklin, E (1998). „High Proper-Motion Stars in the Vicinity of Sagittarius A*: Evidence for a Supermassive Black Hole at the Center of Our Galaxy”. The Astrophysical Journal. 509 (2): 678–686. arXiv:astro-ph/9807210 . Bibcode:1998ApJ...509..678G. doi:10.1086/306528.

[6] Schödel, R.; et al. (2002). „A star in a 15.2-year orbit around the supermassive black hole at the centre of the Milky Way”. Nature. 419 (6908): 694–696. arXiv:astro-ph/0210426 . Bibcode:2002Natur.419..694S. doi:10.1038/nature01121. PMID 12384690.

[CMS1999-7] Celotti, A.; Miller, J.C.; Sciama, D.W. (1999). „Astrophysical evidence for the existence of black holes”. Class. Quantum Grav. (Submitted manuscript). 16 (12A): A3–A21. arXiv:astro-ph/9912186 . doi:10.1088/0264-9381/16/12A/301.

[Ehsan2015-8] Ehsan, Baaquie Belal; Hans, Willeboordse Frederick (2015), Exploring The Invisible Universe: From Black Holes To Superstrings, World Scientific, p. 200, Bibcode:2015eiub.book.....B, ISBN 978-9814618694

[Kutner2003-9] Kutner, Marc L. (2003), Astronomy: A Physical Perspective, Cambridge University Press, p. 149, ISBN 978-0521529273

[NASAspaceMath-10] „Problem 138: The Intense Gravity of a Black Hole”, Space Math @ NASA: Mathematics Problems about Black Holes, NASA, accesat în 4 decembrie 2018

[11] Irving, Michael (21 februarie 2018). „"Ultramassive" black holes may be the biggest ever found – and they're growing fast”. News Atlas. GIZMAG PTY LTD.

[12] „From Super to Ultra: Just How Big Can Black Holes Get? | NASA”. Arhivat din original la 17 iunie 2019. Accesat în 29 februarie 2020.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]