|
Рябь черной дыры может помочь определить расширение Вселенной
|
|
|
|
Эхо света от струй, запущенных из черных дыр, предлагает новый способ определить расстояние до этих экзотических объектов и изучить в значительной степени ненаблюдаемое население в центре Галактики. Это также могло бы помочь определить скорость расширения Вселенной. Техника, разработанная командой из Университета Ньюкасла и проверенная на архетипе черной дыры Лебедь X-1, была представлена аспирантом и членом команды Патриком О'Нилом на Национальном собрании астрономов в Кардиффе. Большинство черных дыр представляют собой компактные остатки звезд, закончивших свою жизнь взрывами сверхновых. У них такое сильное гравитационное поле, что даже свет не может ускользнуть от их хватки, отсюда и описание их как черных. Несмотря на это, влияние на их окружение может быть очень очевидным, поскольку материал, вращающийся вокруг черной дыры, концентрируется в диске и может сильно нагреваться. Это означает, что они являются сильными источниками рентгеновского излучения, и многие из них также имеют связанные струи, извергающие газ и пыль на огромные расстояния.
|
|
|
|
Расчетное расстояние до большинства черных дыр основано на их рентгеновской яркости и связанных с ними измерениях их массы, которые можно вывести по тому, насколько быстро материал вращается вокруг них. О'Нил и другие члены команды придерживаются другого подхода. Свет от струи черной дыры излучается во всех направлениях и достигает диска. Подобно зеркалу, диск отражает часть падающего света. Начиная с самой внутренней части диска, отраженный свет будет колебаться наружу, поскольку свету, излучаемому струей, требуется больше времени, чтобы достичь внешних частей диска. Эта «реверберация» света сродни звуковому эху.
|
|
|
Фактически это означает, что мы видим свет, исходящий от струи, двумя способами: свет, который идет прямо к нам, и свет, отражаемый диском. Одновременно наблюдая за яркостью света, идущего прямо к нам, и света, который отражается, становится возможным сделать вывод, насколько далеко струя находится над диском. Это также сообщает астрономам, насколько близка внутренняя граница диска к самой черной дыре. Сближение в гравитационном поле черной дыры нарушает форму диска. Совместный мониторинг света, излучаемого струей черной дыры и окружающим ее диском, позволяет команде рассчитать размер диска и долю света, который он отражает. Это дает абсолютное измерение яркости диска и, следовательно, расстояния до системы черная дыра-диск.
|
|
|
|
Плотные облака газа и пыли обычно блокируют инфракрасный, видимый и ультрафиолетовый свет, излучаемый центрами галактик (включая нашу собственную), ограничивая наше поле зрения. Напротив, рентгеновские лучи могут беспрепятственно пересекать эти области, поэтому должна быть возможность измерить расстояние до сверхмассивных черных дыр. Если это удастся сделать, это будет новый способ определения скорости расширения Вселенной, что до сих пор не установлено спустя 94 года после открытия самого расширения. Это также мощный инструмент для исследования популяции черных дыр в центре галактики. До сих пор астрономы, как правило, наблюдали черные дыры, которые были относительно легкими и находились вдали от плоскости галактики, где находится большинство звезд (наша галактика имеет спиральные рукава в плоском диске, извивающемся из центральной перемычки).
|
|
|
|
Иногда черная дыра и массивная звезда вращаются вокруг друг друга в двойной системе. Если массивная звезда взорвется как сверхновая, черная дыра может быть выброшена за пределы плоскости галактики. Чем тяжелее черная дыра, тем меньше ускорение, поэтому черные дыры с большей массой будут находиться ближе к галактической плоскости и в галактическом центре. О'Нил говорит: «Часто мы ограничиваемся наблюдениями за далекими галактиками, чтобы сделать выводы о Млечном Пути. Этот передовой метод предлагает метод исследования ранее скрытого галактического центра, предлагая новый взгляд на эволюцию нашей собственной галактики. и как черные дыры аккрецируют материал [MOU1]. Также интересно думать, что мы можем помочь установить скорость, с которой Вселенная расширяется, и лучше понять ее будущее». Теперь команда хочет создать картину популяции черных дыр в центре галактики. Это может помочь найти такие объекты, как черные дыры промежуточной массы, объекты, которые, как считается, являются результатом слияния черных дыр из одиночных звезд, и сделать шаг на пути к образованию сверхмассивных черных дыр чудовищных размеров, обнаруженных в центре большинства галактик.
|
|
|
|
Источник
|
