Номер 9, страница 53, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Строение и эволюция вселенной. Глава VIII. Звёзды и галактики. Параграф 30. Галактики - номер 9, страница 53.

Условие.

9. Найдите в Интернете информацию о гипотезе, согласно которой в центре нашей Галактики существует чёрная дыра. Угрожает ли нам эта чёрная дыра?

Решение.

Информация о гипотезе, согласно которой в центре нашей Галактики существует чёрная дыра

Гипотеза о существовании сверхмассивной чёрной дыры в центре нашей Галактики, Млечного Пути, на сегодняшний день является общепринятым и доказанным научным фактом. Этот объект известен под названием Стрелец А* (Sagittarius A*, или Sgr A*).

Доказательства её существования были получены благодаря многолетним наблюдениям за движением звёзд, находящихся в непосредственной близости от галактического центра. Астрономы, в частности научные группы под руководством Райнхарда Генцеля и Андреа Гез (которые были удостоены Нобелевской премии по физике в 2020 году за это открытие), с высокой точностью отследили орбиты этих звёзд. Например, звезда S2 совершает полный оборот вокруг центрального объекта всего за 16 лет. Применяя к этим орбитам законы небесной механики (законы Кеплера), учёные смогли вычислить массу объекта, который своей гравитацией удерживает эти звёзды. Эта масса оказалась равной примерно 4,3 миллионам масс Солнца ($M_{Sgr A*} \approx 4.3 \times 10^6 M_{\odot}$). Тот факт, что столь огромная масса сконцентрирована в чрезвычайно малом объёме пространства, является самым веским свидетельством в пользу того, что это именно чёрная дыра.

Окончательным визуальным подтверждением стало изображение, полученное в 2022 году коллаборацией "Телескоп горизонта событий" (Event Horizon Telescope, EHT). На этом изображении видна так называемая "тень" чёрной дыры — тёмная центральная область, окружённая ярким кольцом из раскалённого газа, который вращается вокруг неё с околосветовой скоростью. Это изображение напрямую подтвердило существование объекта и его соответствие предсказаниям общей теории относительности Эйнштейна.

Ответ: Гипотеза полностью подтвердилась. В центре нашей Галактики действительно находится сверхмассивная чёрная дыра Стрелец А* (Sgr A*) с массой около 4,3 миллиона масс Солнца. Её существование неопровержимо доказано как косвенными методами (анализ орбит звёзд), так и прямым наблюдением (изображение тени чёрной дыры).

Угрожает ли нам эта чёрная дыра?

Несмотря на свою колоссальную массу и мощнейшую гравитацию, чёрная дыра Стрелец А* не представляет никакой угрозы для Земли и Солнечной системы. Это обусловлено несколькими ключевыми факторами:

Во-первых, огромное расстояние. Солнечная система находится примерно в 27 000 световых лет от центра Галактики. На таком расстоянии гравитационное влияние Sgr A* на нашу систему ничтожно мало и полностью теряется на фоне гравитации от других, более близких звёзд и общей массы Галактики. Чёрная дыра опасна только в непосредственной близости от своего горизонта событий.

Во-вторых, стабильная орбита. Наша Солнечная система, как и миллиарды других звёзд в Млечном Пути, движется по стабильной, почти круговой орбите вокруг галактического центра. Мы не летим по направлению к чёрной дыре и не находимся на траектории, которая могла бы привести к столкновению или падению в неё в обозримом будущем.

В-третьих, низкая активность. Стрелец А* является относительно "спокойной" или "спящей" чёрной дырой. Она не поглощает активно большие объёмы газа и пыли. В отличие от квазаров — активных ядер галактик, которые выбрасывают мощные струи высокоэнергетического излучения (джеты), способные стерилизовать всё на своём пути, Sgr A* в настоящее время не проявляет такой активности. Следовательно, от неё не исходит опасного для жизни излучения.

Ответ: Нет, чёрная дыра Стрелец А* нам не угрожает. Мы находимся на огромном и безопасном расстоянии от неё (около 27 000 световых лет), движемся по стабильной орбите и, кроме того, сама чёрная дыра в настоящее время неактивна.