Что ограничивает размер черных дыр?

Чёрные дыры — это «результат» математической проработки теории относительности. Некоторое время они существовали на правах гипотезы и только сравнительно недавно было обнаружено, что такие объекты и правда существуют. Точка с максимальной плотностью и огромная гравитация подразумевают, что оказавшаяся рядом с чёрной дырой материя присоединится к ней и увеличит размер космического объекта. Но есть ли предел размеру такого объекта? Ведь получается, что чёрная дыра без этого предела сможет расти бесконечно.

Впрочем, общая теория относительности Эйнштейна оперирует концепцией черных дыр, предполагая отсутствие теоретических ограничений на их размеры. Они могут варьироваться от микроскопических, сопоставимых с атомом, до чудовищных, охватывающих миллиарды километров. Однако, вопреки математическим предсказаниям, реальность Вселенной всё же накладывает ограничения на размеры этих космических гигантов.

Полезно тут проанализировать существующие варианты размеров чёрных дыр и сопоставить их с причинами появления этого объекта.

Так, рождение черных дыр звездной массы, связано с коллапсом массивных звезд в конце их жизненного пути. Как правило, они имеют массу, в несколько раз превышающую солнечную, и поперечник всего в несколько десятков километров. Этот тип наиболее распространен во Вселенной, их присутствие можно выявить по гравитационным возмущениям, создаваемым вблизи, или по аккреционным дискам — раскаленным вихрям газа и пыли, вращающимся вокруг них. Эти диски, излучающие интенсивное электромагнитное излучение, являются свидетельством активного поглощения материи.

В центре многих галактик, словно стражи, скрываются сверхмассивные черные дыры. Их массы достигают миллионов и миллиардов солнечных масс, а диаметры — миллионов и миллиардов километров. Это одни из самых массивных объектов во Вселенной, играющие ключевую роль в формировании и эволюции галактик. Обнаружить их можно по колоссальному гравитационному влиянию на окружающее пространство или по мощным струям и ветрам, представляющим собой потоки энергичных частиц, выбрасываемых из их недр. Эти выбросы, часто направленные перпендикулярно плоскости аккреционного диска, могут оказывать существенное воздействие на окружающую среду, подавляя звездообразование и влияя на структуру галактики.

За пределами сверхмассивных черных дыр, простираются еще более впечатляющие объекты — ультрамассивные черные дыры. Обладая массой от 10 до 100 миллиардов солнечных масс, они являются самыми массивными известными объектами во Вселенной. Их размеры настолько велики, что даже астрономам сложно точно оценить их параметры.

Казалось бы, именно сверхмассивные черные дыры должны расти неограниченно, поглощая материю из своего окружения. Однако наблюдения показывают, что средний размер сверхмассивных черных дыр, как правило, не превышает около 10 миллиардов солнечных масс. Это объясняется наличием механизма обратной связи, ограничивающего их рост. По мере поглощения материи, черные дыры нагревают окружающую среду до таких экстремальных температур, что подавляют звездообразование и «выдувают» большую часть газа и пыли, служащих им пищей. Этот процесс, по сути, лишает их возможности дальнейшего роста, создавая условия для самоограничения.

Получается, что хотя теоретически размеры черных дыр не имеют пределов, в реальности это ограниченный диапазон. Но, надо сказать, это даже хорошо.