Физики сегодня переживают настоящий «золотой век» в том, что касается знаний о черных дырах. С 2015 года исследователи способны получить сигналы от сливающихся черных дыр при помощи LIGO – гравитационно-волновой обсерватории с лазерным интерферометром. Кроме того, наконец-то удалось получить изображение тени черной дыры, снятой при помощи телескопа Event Horizon (EHT). И это далеко не все впечатляющие открытия 2020 года в этой сфере.
Нобелевская премия
Возможно, для того чтобы лишний раз подтвердить, что 2020 год стал прорывным в области изучения черных дыр, высшая научная награда, Нобелевская премия, была вручена трем физикам, которые пролили свет на природу этих космических объектов. Роджер Пенроуз из Оксфорда получил свою часть премии за открытие того факта, что существование черных дыр является предсказанием общей теории относительности. Андреа Гез из Калифорнийского университета и Рейнхард Гензель из Боннского университета и Института Макса Планка в Германии разделили вторую половину премии за открытие сверхмассивного компактного объекта в центре галактики. Кстати, Андреа Гез стала четвертой женщиной, удостоенной Нобелевской премии по физике после Марии Кюри, Марии Гепперт-Майер и Донны Стрикленд.
Черная дыра невероятных размеров
В обсерватории LIGO ведется наблюдение за черными дырами через гравитационные волны. На объекте уже было сделано несколько впечатляющих открытий. В мае 2020 года ученым удалось обнаружить самое крупное в истории наблюдений столкновение с черной дырой. Один объект обладал массой, превышающей массу Солнца, в 85 раз, а другой – в 66 раз. В результате их столкновения образовалась черная дыра, превышающая массу Солнца в 142 раза.
Первичные черные дыры
По мнению ученых, после Большого взрыва Вселенная была пронизана горячим турбулентным излучением. В некоторых районах энергия была настолько плотной, что могла образовывать черную дыру. Физикам до сих пор неизвестно точно, существовали ли такие объекты, как первичные черные дыры. В нескольких статьях, опубликованных в 2020 году, высказывалось предположение о том, что первичные черные дыры могут составлять темную материю – вещество, оказывающее огромное влияние на весь космос. Эксперименты по поиску первичных черных дыр будут проведены в ближайшие годы.
Что будет, если взять невероятно массивные черные дыры, которые расположены в центрах галактик, и увеличить их в 11 раз? Возможность существования огромных черных дыр исследователи обсудили в сентябре 2020 года в одной научной статье. Специалисты предполагают, что эта сущность будет весить в триллион раз больше, чем солнце. Некоторые огромные черные дыры могли образоваться в ранней Вселенной. По мнению исследователей, факт их существования подтверждается возмущениями космического микроволнового фона. Однако пока эта концепция остается гипотезой.
Однобокое слияние
Большинство пар черных дыр, наблюдаемых в обсерватории LIGO, имеют примерно одинаковую массу. Однако в апреле ученые смогли наблюдать асимметричную катастрофу. Столкнувшиеся объекты имели массу, которая превышала массу Солнца соответственно в 8 и 30 раз.
Черная дыра превращает звезду в спагетти
Когда к черной дыре приближается массивный объект, появляющиеся гравитационные силы способны разорвать его на длинные нити. В просторечии ученые называют этот процесс спагеттификацией. Наблюдается подобное явление крайне редко. Однако в октябре астрономы из Европейской южной обсерватории смогли запечатлеть спаггетификацию звезды с высоким уровнем детализации. Это открытие поможет ученым лучше понять, что происходит с гравитацией в экстремальных условиях.
Ближайшая черная дыра
Ученым недавно удалось зафиксировать ближайшую к нашей планете черную дыру. Объект находится на расстоянии 1000 световых лет от Земли, в три раза ближе, чем предыдущий рекордсмен. Вывод о наличии черной дыры астрономы смогли сделать, основываясь на влиянии гравитационного поля на другие объекты в системе.
Пушистые шарики
Астрономия объясняет образование черных дыр схлопыванием материи и энергии до бесконечно плотной крошечной точки. Однако, поскольку существование такого объекта трудно объяснимо, теоретики ищут другой способ объяснить столь странный результат. Согласно теории струн, черные дыры могут оказаться клубком струн, похожих на пряжу.
Голые черные дыры
По мнению ученых, каждая черная дыра должна быть окружена горизонтом событий – границей, переступив которую, вернуться уже нельзя. Однако все чаще исследователи задаются вопросом, действительно ли горизонт событий необходим и могут ли существовать черные дыры без него. И хотя большинство исследователей считают, что обнаженные черные дыры не могут существовать, группа ученых в ноябрьской статье предложила способ проверить это. По их мнению, кольца пыли и газа, образовавшиеся вокруг черной дыры, могут указывать на ее тип.
Подарок от черной дыры
В этом году для ученых, занимающихся наблюдением за черными дырами, Рождество наступило раньше обычного. Необычный подарок преподнесла им черная дыра. При анализе данных, полученных в период с апреля по сентябрь 2019 года, специалисты обнаружили необычный сигнал, который может принадлежать либо большой нейтронной звезде, либо черной дыре. Ученые надеются, что наблюдение за обнаруженным объектом поможет им лучше понять природу черных дыр.