NASA выпустило новый анимационный ролик, который даёт зрителю полное представление о размерах сверхмассивных чёрных дыр по сравнению с Солнцем и Солнечной системой. Камера в ролике летит прочь от Солнца и на меняющемся масштабе нам показывают сравнительные размеры сверхмассивных чёрных дыр от нижней наблюдаемой границы до верхней. Все показанные в ролике чёрные дыры имеют реальные и измеренные параметры, и они чудовищны по масштабам.
Ролик начинается с показа сверхмассивной чёрной дыры (СМЧД) в карликовой галактике под названием J1601+3113. Это объект массой около 100 000 солнечных масс. Строго говоря, чёрная дыра — это компактный сверхмассивный объект. Это условная точка (сингулярность) с огромной массой. Но вокруг неё образуется горизонт событий, который ничто не может покинуть, даже свет.
Радиус горизонта событий соответствует гравитационному радиусу Шварцшильда. Для СМЧД J1601+3113 радиус Шварцшильда (горизонт событий) чуть меньше радиуса Солнца. Но зато благодаря своей тени вокруг горизонта событий СМЧД J1601+3113 выглядит в два раза больше Солнца. Например, если бы Солнце было чёрной дырой, то его радиус Шварцшильда составил бы всего 2,95 км. Иными словами, диаметр горизонта событий у Солнца был бы равен примерно 6 км.
Следующей на видео показана СМЧД в центре одной из близких к нам галактик Циркуль. Размеры объекта вместе с его тенью сравнимы с радиусом орбиты Меркурия. Эта сверхмассивная чёрная дыра имеет 4 млн масс Солнца. Сверхмассивная чёрная дыра меньшей массы — 2,5 млн солнечных масс — за счёт своей тени выглядит масштабнее предыдущего объекта и сравнима уже с радиусом орбиты Земли. Это СМЧД в центре карликовой галактики M32 — ближайшем спутнике галактики Андромеда.
В центре нашей галактики Млечный Путь ещё более масштабный объект — Стрелец А* (Sagittarius A*), масса которого составляет около 4,3 млн солнечных масс, а по своим масштабам он сравним с диаметром орбиты Земли.
Дальше на видео показывается орбита Юпитера и меньшая из двух СМЧД в центре галактики NGC 7727. Меньшая чёрная дыра имеет массу 6,3 млн солнечных масс, а большая —154 млн. Когда-то они были единственными чёрными дырами в центрах своих галактик, но после слияния галактик чёрные дыры из их центров начали сближаться и когда-нибудь сольются в один объект ещё большей массы. Большая СМЧД из этой пары сравнима с диаметром орбиты пояса Койпера.
Дальше масштаб Солнечной системы пропадает и СМЧД массой 2,5 млрд солнечных масс в центре радиогалактики Лебедь А (Cygnus A) позирует на фоне малыша в лице галактики Андромеда. Но даже эти размеры меркнут на фоне СМЧД массой 5,7 млрд солнечных масс в галактике M87. Кстати, это её, точнее, изображение её тени удалось получить непосредственным наблюдением впервые в истории земной науки.
Наконец, появляется настоящее чудовище массой 66 млрд солнечных масс. Это СМЧД TON-618, удалённая от нас на более чем 10 млрд световых лет. Рядом такое счастье точно не нужно. Отдельно интересно добавить, что теоретический предел сверхмассивных чёрных дыр находится на рубеже примерно 50 млрд солнечных масс и объект TON-618 в этом плане очень и очень уникальный.