Насколько может быть массивной черная дыра

Черная дыра – один из самых удивительных, загадочных и в то же время самых простых космических объектов. Ведь чтобы получить полное представление о черной дыре, достаточно знать лишь 3 параметра: массу, заряд и момент движения.

Безусловно, масса черной дыры интересует астрономов в первую очередь. Чтобы понять, каких пределов может достигнуть черная дыра, прежде чем остановить свой рост, ученые из Колумбийского университета в США смоделировали эволюцию звезды на протяжении 13,8 млрд лет – времени существования нашей Вселенной.

Но для начала необходимо рассказать об одной интересной особенности черной дыры – приливные силы у горизонта событий (или радиуса Шварцшильда) обратно пропорциональны квадрату массы черной дыры. Получается, что чем больше черная звезда, тем меньше будут приливные силы у горизонта событий.

Это интересно: горизонт событий – своеобразная точка невозврата для любого объекта во Вселенной. Перешагнув горизонт событий, ни один объект не сможет вырваться обратно – для этого необходимо преодолеть скорость света, что невозможно.

Вращающаяся черная дыра создает вокруг себя аккреционный диск. Он состоит из вещества, притянутого черной дырой и вовлеченное во вращение вокруг нее. Обычно это вещество – остатки планет и звезд, которые черная дыра, будучи молодой и сильной, притянула к себе и разорвала мощными приливными силами. Черная дыра постоянно подпитывается веществом, постепенно увеличиваясь в размерах и, соответственно, теряя приливные силы у горизонта событий. Наступает такой момент, когда приливные силы черной дыры не могут разрывать звезды и планеты, как раньше, а «проглатывают» их целиком. Аккреционный диск же, лишенный материи от «разорванных» космических тел, постепенно начинает истоньшаться. В конце концов, воздействие черной дыры на диск становится настолько слабым, что он распадается и под воздействием гравитации сжимается в звезды и планеты, которые будут продолжать вращаться по стабильным орбитам вокруг черной дыры. Главная «кормушка» черной дыры – аккреционный диск – исчезает.

Расчеты, проведенные учеными во время моделирования жизненного цикла черной дыры, показывают, что аккреционный пояс начнет разрушаться при массе черной дыры в 12 млрд. солнечных масс. Приблизительный радиус такой черной дыры будет равен 50 000 000 000 км – 1000 перелетов от Земли до Солнца. Дальнейший рост подобной сверхмассивной черной дыры будет крайне медленным и будет возможен только в том случае, когда объекты будут падать напрямую в черную дыру. Именно поэтому спустя 13,8 млрд. лет после Большого взрыва астрономы крайне редко наблюдают черные дыры, масса которых превышает 12 млрд. солнечных.

Источник - https://kipmu.ru/