Пошук чорних дір

Розрахунки в рамках ЗТВ вказують лише на можливість існування чорних дір, але аж ніяк не доводять їх наявності в реальному світі, відкриття чорної діри стало б важливим кроком у розвитку фізики. Пошук ізольованих чорних дір у космосі неймовірно важкий: потрібно помітити маленький темний об'єкт на тлі космічної чорноти. Але є надія знайти чорну діру по її взаємодії з оточуючими астрономічними тілами, за її характерному впливу на них. Враховуючи найважливіші властивості чорних дір (масивність, компактність і невидимість) астрономи поступово виробили стратегію їх пошуку. Найпростіше виявити чорну діру за її гравітаційною взаємодією з навколишньою речовиною, наприклад, з близькими зірками. Спроби виявити невидимі масивні супутники в подвійних зірках не мали успіху. Але після запуску на орбіту рентгенівських телескопів з'ясувалося, що чорні діри активно проявляють себе в тісних подвійних системах, де вони відбирають речовину у сусідніх зірок і поглинають її, нагріваючи при цьому до температури в мільйони градусів і роблячи її на короткий час джерелом рентгенівського випромінювання.

Оскільки в подвійній системі чорна діра в парі з нормальною зіркою обертається навколо загального центру маси, використовуючи ефект Доплера, вдається виміряти швидкість зірки і визначити масу її невидимого компаньйона. Астрономи виявили вже кілька десятків подвійних систем, де маса невидимого компаньйона перевершує 3 маси Сонця і помітні характерні прояви активності речовини, що рухається навколо компактного об'єкта, наприклад, дуже швидкі коливання яскравості потоків гарячого газу, що стрімко обертається навколо невидимого тіла.

Особливо перспективною вважають рентгенівську подвійну зірку V404 Лебідь, маса невидимого компонента якої оцінюється не менше, ніж у 6 мас Сонця. Інші кандидати в чорні діри перебувають в подвійних системах Лебідь X-1, LMC X-3, V616 Єдинорог, QZ Лисичка, а також в рентгенівських нових Змієносець 1977, Муха 1981 і Скорпіон 1994. Майже всі вони розташовані в межах нашої Галактики, а система LMC X-3 – у близькій до нас галактиці Велика Магелланова Хмара(рис 3).

Рис 3:гравітаційні викривлення ,внаслідок дії чорної дірки біля Великої Магеланової Хмари.

Іншим напрямком пошуку чорних дір служить вивчення ядер галактик. У них скупчуються і ущільнюються величезні маси речовини, стикаються і зливаються зірки, тому там можуть формуватися надмасивні чорні діри, що перевершують за масою Сонце в мільйони разів. Вони притягують до себе навколишні зірки, створюючи в центрі галактики пік яскравості. Вони руйнують зірки, що близько підлітають до них, речовина яких утворює навколо чорної діри акреційний диск і частково викидається вздовж осі диска у вигляді швидких струменів і потоків частинок. Це не умоглядна теорія, а процеси, реально спостерігаються в ядрах деяких галактик і вказують на присутність у них чорних дірок з масами до декількох мільярдів мас Сонця. Останнім часом отримані досить переконливі докази того, що і в центрі нашої Галактики є чорна діра з масою близько 2,5 млн. мас Сонця.

Цілком ймовірно, що найпотужніші процеси енерговиділення у Всесвіті відбуваються за участю чорних дір. Саме їх вважають джерелом активності в ядрах квазарів – молодих масивних галактик. Саме їх народження, як вважають астрофізики, знаменується найпотужнішими вибухами у Всесвіті, що проявляються як гамма-сплески.