Звезды Хокинга. Что такое звезда Хокинга

мы с вами дорогие зрители много путешествовали по космосу и знаем насколько мощными порой непредсказуемыми могут быть чёрные дыры Однако они удивляют нас снова и снова недавно в 13 милна световых лет от земли астрономы наблюдали потрясающее зрелище Галактику циркуль буквально перерезал фонтан раскалённой плазмы равного которому ещё не видели во Вселенной этот гейзер образовала сверхмассивная чёрная дыра притаившийся в центре Галактики она поглощает только 3% материи и газа своих жертв выплёвывают А в 7,7 миллиардах световых лет от земли страшная Барби сияет ярче чем сверхновые так астрономы назвали струи газа которые с бешенной скоростью мчатся по космосу эта чёрная дыра разрывает на куски звезду и запускает пылающие потоки из ужасно пиршества длиною в сотни миллионов световых лет астрономы уже не раз фиксировали подобные расправы ведь не зря чёрные дыры считаются самыми жуткими монстрами Вселенной Но что если мы посмотрим на чёрные дыры с другой стороны они способны миллиарды лет жить совместно со звёздами продлевать их сияние и даже оживлять светила как такое может быть Давайте отправимся в наше очередное Космическое путешествие чтобы Больше обо всём узнать и сразу заглянем на огонёк в одно яркое но довольно жуткое место к тасманийского дьяволу так учёные называют события АТ 2022 тсд которое произошло в 4,4 миллиарда световых лет от нас Однажды небо в том регионе космоса вдруг полыхнуло безумным огнём по словам учёных они ещ никогда не видели настолько яркого Света А изучив причины явления были ещё больше ошеломлены в небе засияла мёртвая звезда Она погибла после взрыва сверхновой Затем в течение некоторого времени вела себя тихо И неприметно как Обычный Звёздный труп а потом вдруг вспыхнуло по меньшей мере 14 раз в течение 120 дней превратившись в такое себе очень активное Зомби светило события зафиксировали в нескольких обсерватория в том числе одна самой продвинутой на сегодняшний день высокоскоростной камерой взрывы следовали друг за другом как будто некая сила выпустила очередь из космического пулемёта каждый продолжался в течение нескольких минут превосходя по яркости своего предшественника последние вспышки озарили небо в 100 милардо раз ярче солнца учёные называют тасманийского дьявола неизвестным ранее и просто потрясающим астрономическим феноменом у них уже есть идеи насчёт того какие процессы могли его создать авторы нового исследования считают что появление АТ 2022 тсд связано с неудавшейся сверхновой звезда Примерно в 20 раз больше солнца когда у неё закончилось топливо для поддержания термоядерного синтеза сжалась до значительно меньшего размера она превратилась в чёрную дыру или в нейтронную звезду но сам взрыв сверхновой не произошёл теперь чёрная дыра выпускает в космос струи плазмы которые разлетаются во все стороны в том числе она выстреливает яркими Джета в направлении Млечного Пути Однако явление происходит чересчур далеко от нашей галактики чтобы нанести ей какой-то вред правда есть и альтернативная теория этому явлению её Суть в том что чёрная дыра занимается любимым видом космической охоты она разрывает своей безумной гравитацией звезду находящуюся вокруг неё на близкой орбите это вполне в характере чёрных дыр разносить на куски всё что попадается на пути астрономы уже наблюдали как монстры уничтожают звёзды Однако во всех случаях дыры не выпускали целый залп мощных струй эту особенность поведения тасманийского дьявола учёным Ещё предстоит объяснить сейчас исследование в этом направлении проводят физики оксфордского университета надеясь получить ответы на важные вопросы космологии например как именно формируются чёрные дыры когда умирают массивные звёзды Каким образом чёрные дыры подтягивают к себе и разрушают светила недавно они узнали о новом более изощрённые охоты космических монстров миллионы лет паразитирования на звёздах вернее внутри них как вам настоящий фильм когда чная дыра проникает в сердце светила а затем изнутри подобно вампиру высасывает его жизненные силы выдающийся английский астрофизик Стивен Хокинг первым высказал предположение о существовании таких невероятных небесных тел и учёные назвали подобные объекты звёздами Хокинга чёрная дыра ВС сияющие Звёздной оболочки Вы скажете что ситуация полностью Фантастическая но не будем спешить с выводами а лучшем небесным телам и по пути послушаем доводы учёных чёрные дыры у нас обычно ассоциируются с чем-то неизмеримо огромным как Стрелец со звёздочкой в центре Млечного Пути самые массивные гиганты шутя разрывают Даже некоторые скопления звёзд как подобный колосс может проникнуть внутрь звезды пусть даже очень большой на самом деле чёрные дыры очень разные астрономы обычно делят их на три категории В зависимости от массы Звёздные сверхмассивные и промежуточные диапазоны масс определяющие каждую группу являются приблизительным и учёные постоянно пересматривают их границы Но все они действительно огромные и тяжёлые недавно космологии четвёртый тип первичные чёрные дыры они должны были образоваться в первые секунды после зарождения Вселенной если гипотеза верна то с объектами ВС обстоит несколько иначе первичные чёрные дыры возникли в тот момент когда в изначально однородном супе пространства уже образовались как бы карманы из горячего материала Некоторые из них могли быть достаточно плотными чтобы коллапс в чёрные дыры объекты получались очень разнообразными по массе Большие дыры формировались в 100.000 раз более массивными чем Наше Солнце Но рядом с ними находились и нано дырочки в 100.000 раз меньше чем канцелярская скрепка Затем когда Вселенная быстро расширилась и остыла условия для образования чёрных дыр этим способом закончились С тех пор прошло 13,8 млрд лет и космос разительно изменился пока учёные напрямую не нашли в нём первичные чёрные дыры со временем Они могли испариться из-за квантово-механическая теоретическим предсказаниям объекты с массой меньше горы будут рассеиваться быстрее чем более крупные это может означать что от многих ранних дыр уже не осталось и следа Однако сотрудники института астрофизики Макса планка в Германии полагают что ещё существуют маленькие первичные дыры обычно их массы не более чем у астероида или карликовой планеты А размер меньше бейсбольного меча модели учёных показывают что такие объекты не редкость во вселенной и все они передвигаются по космосу на суперскорость если подобные спринтер на всём ходу врежется в звезду то скорее всего как пуля пробьёт её насквозь тем не менее некоторые Дыры в моделях показали себя несколько медлительны и отставали от большинства эти заторможенный скитальцы при столкновениях вряд ли могли пробиться сквозь звезду и застревали в её ядре Трудно представить что после этого происходило со звездой учёные говорят что Последствия зависят от массы и размера дыры поначалу практически ничего не менялось даже плотное Звёздное ядро представляет собой По большей части пустое пространство микроскопическим чёрным дыра В подобных условиях трудно найти материю для поглощения и их рост происходит чрезвычайно медленно чтобы съесть звезду такой малютке может потребоваться больше времени чем будет существовать Вселенная Но более крупные объекты массой примерно как астероид церера или карликовая планета Плутон могут поедать жертву изнутри более активно такие дыры значительно вырастут всего за несколько сотен миллионов лет значит ли это что мы увидим звёзды Хокинга изувеченным и перекошенным чёрными дырами ведь даже маленькие монстры представляют собой мощную космическую силу микроскопическая чёрная дыра по расчётам фи способна сравнять землей 2000 кмет леса в Сибири и имитировать адский удар астероида Однако она не оставит после себя видимых кратеров так и звёзды Хокинга с крошечными первичными дырами внутри на вид ничем не будут отличаться от обычного светила Другое дело если в его центре окажется дыра покрупнее когда она вырастет примерно такой же массивной как земля то нач производить радиации ядро Звезды под её влиянием будет бурлить как кипяток и со временем свети придётся перейти на другое топливо оно перестанет работать за счёт термоядерного синтеза начав питаться за счёт энергии чёрной дыры в этом случае звезде важно не перегреться в результате сбросив свои покровы в пространство и она включает собственный кондиционер внешние слои светила для охлаждения ядра раздуваются превращая его в красного гиганта мы знаем что многие звёзды подобные Солнцу ожидает эта участь после завершение в нём термоядерного синтеза но красный гигант с первичной чёрной дырой в центре будет немного холоднее и краснее чем обычный учёные назвали такие звёзды красными отставшими спутник Гая Европейского космического агентства обнаружил около 500 аномально холодных звёзд гигантов которые стали кандидатами в красные отставшие Но как подтвердить что внутри них находятся чёрные дыры для этого астрономы хотят настроиться на определённые частоты вибрации светила в Звезде Хокинга будет вращаться вся её внутренняя часть а не только самые верхние слои как у обычного красного гиганта в связи с этим ожидается что она пульсирует с уникальной комбинацией частот такие волны учёные надеются Засечь с помощью Звёздной сейсмологии наука из Изет структуру светил пум исследования их пульсаций из этих колебаний можно извлечь информацию о внутренних слоях звёзд подобным образом сейсмологи исследуют недра Земли по акустическим колебаниям которые вызывают землетрясения А пока учёные решают эти вопросы Давайте взглянем на кандидатов в невероятные звёзды Хокинга Где их можно найти прежде всего у астрономов есть веские основание искать звёзды Хокинга шаровых скоплениях и Ультра тусклых карликовых галактиках об этом недавно заявили исследователи из университета штата илинойс США Красные отставшие звёзды астрономы надеются обнаружить в скоплениях ж 301 и SL 639 также в кандидаты вошла двойная система 2м 0056 тире 08 которая состоит из пары красных отстав звёзд с орбитальным периодом 33,9 дня каждая из них имеет массу примерно в 1,4 солнечной обе звезды по-видимому находятся на ранней стадии эволюции красных гигантов Однако холоднее и немного тусклее пара невероятно быстро вращается Друг Вокруг друга и отличается очень высокой магнитной активностью ещё Можно отправиться в созвездие змееносца к огромному красному свети М10 Вла 1А астрофизики высказали мнение раньше оно тоже было двумя звездами они мирно вращались каждая по своей орбите пока Однажды в систему не затесь пролетающая мимо чёрная дыра из-за Незваный гость оба компонента столкнулись и слились воедино образовав красную отстав ую звезду А чёрная дыра оказалась заключена в центре нового объекта впрочем астрофизики не исключают что чёрные дыры находятся не только внутри красных отх звёзд если они крошечные то способны проникнуть практически в любое светило и наше Солнце не исключение Давайте с помощью учёных представим что бы произошло в этом случае с нашей звездой если бы чёрная дыра Звёздной массы поглотило солнце то обрекла бы его на быструю смерть А у человечества осталось бы всего около 8 минут до наступления Апокалипсиса Хорошо что пока это нам не грозит астрономы уверены что чёрные дыры в миллиард лет не представляют опасности для солнечной системы но как насчёт далекого прошлого вдруг в наши края тогда забрела какая-то маленькая первичная чёрная дыра врезалась в солнце и засела внутри него учёные успокаивают бояться здесь нечего Если в центре солнца находится чёрная дыра такой же массы как Планета Меркурий мы этого не заметим и особого вреда она светило не нанесёт это связано с огромной диспропорций масс обоих небесных тел такая дыра наоборот может подарить Солнцу вторую жизнь благодаря ей после смерти наше светило переживёт нечто вроде реинкарнации продолжив снабжать теплом и светом все свои восемь планет когда Через несколько миллиардов лет запасы водорода в ядре светила и черпаю миниатюрная чёрная дыра теоретически может набрать около 1% массы солнца этого достаточно для запуска двигателя звезды на её энергию заменив ядерный синтез новым топливом солнце могло бы жить ещё несколько миллиардов лет Но насколько высока вероятность подобного развития событий у учёных Пока нет чёткого ответа на данный вопрос во многом Это зависит от частоты появления в солнечной системе первичных чёрных дыр астрофизики подсчитали что если в любой момент времени у нас в гостях находится одна из них То вероятно е проникновения в солнце практически равна нулю наличие сотен кандидатов уже является сигналом тревоги в отношении всей этой идеи ведь слишком массивная первичная дыра как мы знаем способна поглотить нашу звезду изнутри причём менее чем за полмиллиарда лет конечно это маленький срок только в Космических масштабах Но для нас же он бесконечен но всё равно согласитесь неприятна сама мысль что нашу звезду изнутри когда-то сожрёт Чёрный монстр к счастью этого не произойдет учёные уже основательно изучили нашу звезду и утверждают что внутри Солнца почти наверняка нет чёрной дыры такие выводы они сделали на основании расчётов данных и использования геосейс мологи как следует из названия это наука о солнечных землетрясениях которые похожи на наши земные но гораздо сильнее убедившись что с нашим солнцем Хорошо Давайте совершим ещё одну экскурсию в прошлое Мы отправимся в раннюю вселенную где происходили невероятные вещи там гигантские звёзды сами создавали внутри себя огромные чёрные дыры и пользовались ими в качестве двигателей эти объекты учёные назвали квази звёздами равных которым по яркости и величине нет в нашем мире Стивенсон 218 красный сверхгигант в созвездии щита находится на расстоянии примерно в 19.000 световых лет от земли он считается самой большой и мощной звездой в нашей Галактике её светимость в 437 000 раз выше солнечной а радиус больше в 2150 раз Наше Солнце и этот гипергигант выглядит просто как шарик для настольного тенниса по сравнению самым большим мечом Но точно так же как солнце Стивенсон 218 смотрелся бы на фоне какой-нибудь квази звезды только подобных монстров давно уже нет в нашем небе Что же это за Мега гиганты и куда они делись квази звезда или звезда чёрной дыры - это гипотетическая чрезвычайно массивное и яркое Светило на заре мироздания большая часть космоса состояла из водорода и гелия без примесей тяжёлых элементов это позволяло прото звёздам набирать невероятную массу но не взрываться сверх новыми как современные гипергигант когда материя в их ядре сжимала до критических значений она коллапс в чёрную дыру в отличие от современных светил квази звёзды не питались за счёт ядерного синтеза гиганты использовали энергию материи которая выделялась при падении материи в чёрную дыру если бы в составе квази звёзд были более тяжёлые элементы они запустили бы термоядерный синтез и чёрные дыры не возникали выброс энергии дыры из центра квази звезды противодействовать силе гравитации создавая равновесие процесс подобен тому как современные звёзды удерживают равновесие с помощью термоядерного синтеза в противном случае безумное излучение чёрной дыры начало бы выбрасывать в космос её внешние слои у квази звёзд Атмосфера достаточно массивно чтобы поглотить образовавшийся всплеск энергии квази звёзды также могли образоваться из Гала тёмной материи втягивающий огромное количество Газа под действием гравитации этого невидимого вещества хватило бы для формирования гигантов массой в сотни тысяч солнечных никто конечно не видел колоссальные звёзды далёкого прошлого Однако с помощью моделей учёным удалось кое-что о них узнать подобные гиганты были в десятки тысяч раз больше солнца их диаметр зачастую составлял более 10 млрд КМТ что более чем в 7.000 раз больше диаметра нашего светила поглощая излучение чёрной дыры квази звёзды по расчётам учёных раскаляется в путешествие к такой звезде в прошлое то увидели бы её издалека Монстр сиял бы в небе так же ярко как целая Галактика По мере того как квази звезда со временем остывая оболочка становилась прозрачной предельная температура охлаждения составляла 4000 граце затем динамическое равновесие нарушалась и объект быстро рассеиваться после него оставалась лишь чёрная дыра промежуточной массы больше Звёздной но меньше сверхмассивной предполагается что чёрных дыр промежуточной массы во Вселенной значительно меньше чем других поскольку механизмы их формирование не совсем понятны пока учёные не дают ответ почему дыр со средней массой так мало Однако мы можем во время космического путешествия с ними познакомиться так суперяркий источник рентгеновского излучения hlx 1 представляет собой кандидатов чёрный дыры промежуточной массы он расположен в линзовидные галактике Eso 200 4349 примерно в 290 млн световых лет от земли и равен приблизительно 20.000 солнечных масс есть ещё один вид гипотетических светил которые связаны с Темой нашего космического путешествия по сравнению со звёздами Хокинга и квази звёздами эти невероятные небесные тела можно назвать перевёртыша в их сердце нет чёрной дыры они сами живут внутри этих монстров и чувствуют себя прекрасно такие звёзды выявлены при моделировании физиками франкфуртского университета и названы гравитационными вакуумными или грави звёздами учёные задались вопросом Что происходит с огромным количеством Звёздной материи и энергии которые заглатывают чёрные дыры считается что внутри этих объектов вещество сжимается всё больше и больше а затем превращается в сингулярность максимально маленькую и плотную точку Однако парадокс в том что при подобном сценарии Материя не может испа обратно сияя излучением Хокинга тогда учёные предположили что звёзды продолжают жить внутри чёрной дыры только они состоят из конденсата тёмной энергии окружённое оболочкой из обычной материи тёмная энергия Помогает этим светилам противостоять безумной гравитации чёрной дыры Однако эта модель не объясняла как оболочки вакуумных звёзд могут противостоять давлению самой тёмной энергии учёным удалось обойти это этот момент разработав новую версию грави звезды она ещё более удивительна поскольку представляет собой некое подобие матрёшки из нескольких грави звёзд вложенных одна в другую авторы называют подобный объект старом вместо одной оболочки он имеет несколько слоёв которые разделены тёмной энергией Стар показал себя в моделях стабильным объектом поскольку напряжение тёмной энергии в нём уравновешено весом оболочек Мы конечно не сможем увидеть эти звёзды внутри чёрной дыры Хотя это было бы самым удивительным зрелищем во Вселенной из-за невероятной гравитации чёрных дыр заглянуть внутрь них невозможно Так что грави звёзды пока доступны только в симуляция учёных К тому же сама версия требует длительных проверок и множества дальнейших исследований учёные франкфуртского университета намерены развивать свою гипотезу в результате они рассчитывают не подтвердить существование ззд не стар но и найти ответы на важные вопросы гравитационной физики невероятные союзы звёзд с чёрными дырами в очередной раз показывают насколько разнообразен и непредсказуем наш мир они открывают перед нами космическими путешественниками возможность познакомиться с новыми невероятными объектами Вселенной а учёным такие звёзды помогают больше узнать как со временем ме Дани и насколько широки его возможности сейчас исследователи продолжают составлять модели чтобы определить последствия попадания чёрной дыры в звёзды различной массы и состава также Большие Надежды в решении этих вопросов они возлагают на обсерватории будущего такие как плато это орбитальный телескоп нового поколения Европейского космического агентства который планируется запустить в 2026 году благодаря продвинутым камерам и другому оборудованию зрение плато будет уникальным оно поможет телескопу рассмотреть в небе самые яркие светила как раз то что нужно для поисков звёзд Хокинга квази звёзд не старов и других невероятных диковинок нашего мироздания